特許 7007731 資材管理システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】資材管理システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/06 20060101AFI20220117BHJP

   B66C 13/08 20060101ALI20220117BHJP

   B66C 13/00 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

B66C13/06 M

B66C13/08 H

B66C13/00 Z

【請求項の数】 36

(21)【出願番号】P 2018537694

(86)(22)【出願日】2016-10-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2018-10-25

(86)【国際出願番号】 AU2016050941

(87)【国際公開番号】W WO2017059493

(87)【国際公開日】2017-04-13

【審査請求日】2019-10-04

(31)【優先権主張番号】2015904106

(32)【優先日】2015-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(31)【優先権主張番号】2015905245

(32)【優先日】2015-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(73)【特許権者】

【識別番号】519081709

【氏名又は名称】バートン アイピー プロプリエタリー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶＥＲＴＯＮ ＩＰ ＰＴＹ ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｖｅｌ １， ５ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｌｏｓｅ， Ｍｉｌｔｏｎ ＱＬＤ ４０６４ Ａｕｓｔｒａｌｉａ

(74)【代理人】

【識別番号】100141586

【弁理士】

【氏名又は名称】沖中 仁

(72)【発明者】

【氏名】トムソン，スタンレイ

(72)【発明者】

【氏名】ミラー，アンドリュー

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１３５１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００５１８７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２９９４４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第９３７５８４１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特表２０１７－５００２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２９７６５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／０６

Ｂ６６Ｃ １３／０８

Ｂ６６Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

資材管理方法であって、該方法は、
積み荷制御システムを介して吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程であって、前記積み荷制御システムは、前記吊り下げられた積み荷に、直接的又は間接的に取り付けるための１またはこれより多くのトルク発生デバイスと、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスと通信状態にあるコントローラーと、前記コントローラーと通信状態にある１またはこれより多くのセンサとを備え、これにより、前記コントローラーは、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスを制御し、従って、前記１またはこれより多くのセンサからの信号に応答して、前記吊り下げられた積み荷の前記回転及び方位を制御し、ここで、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために前記コントローラーと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、工程と、
プロセッサを介して、作業活動および資材フローに関するデータを、前記１またはこれより多くのセンサから受け取る工程と、
前記プロセッサを介して、前記作業活動および資材フローに関するデータに基づいて安全性および生産性情報を生成する工程と、
前記プロセッサを介して、前記生成された安全性および生産性情報と、前記作業活動および資材フローの既存のプロジェクト計画およびスケジュールとを比較する工程と、
前記プロセッサを介して、前記プロジェクト計画および作業スケジュールの現状および相対的進捗を決定する工程と、
前記プロセッサを介して、更新されたプロジェクト計画および作業スケジュールを生成する工程と、
を包含する方法。

【請求項2】

前記作業活動および資材フローに関するデータは、前記資材の位置；前記資材の動き；前記資材の識別；前記資材の回転のうちの１またはこれより多くを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記資材は、積み荷であり、前記方法は、吊り下げられた積み荷の回転を、
２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、直接的または間接的に前記吊り下げられた積み荷に取り付ける工程と、
前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記コントローラーを介して独立して制御して、前記吊り下げられた積み荷の前記回転を制御する工程と、
によって制御する工程を包含する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くのローターの方位を、前記コントローラーを介して制御する工程を包含する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記コントローラーを介して制御して、前記吊り下げられた積み荷にモーメントを付与するか、または前記吊り下げられた積み荷の方位を維持する、請求項３または４に記載の方法。

【請求項6】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くの前記ローターの方位をロックする工程を包含する、請求項３～５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記吊り下げられた積み荷の回転を、
ａ）前記ジャイロスコープモジュールの起動の間に、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１もしくはこれより多くの前記ローターの角速度を制御する工程；および／または
ｂ）前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１もしくはこれより多くの前記ローターの方位を制御する工程、
によって制御する工程を包含する、請求項３～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを、前記２つのジャイロスコープモジュールの起動の間に運動量ホイール設定において方位決定する工程および前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、上記２つのジャイロスコープモジュールの前記ローターの方位を第２の設定へと変更する工程を包含する、請求項３～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを制御して、共通の方向または反対方向に回転させる工程を包含する、請求項３～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

吊り下げられた積み荷の回転を制御するためのシステムであって、前記システムは、
前記吊り下げられた積み荷に、直接的または間接的に取り付けるための１またはこれより多くのトルク発生デバイスと、
前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスと通信状態にあるコントローラーと、
前記コントローラーと通信状態にある１またはこれより多くのセンサと、
を含み、これにより、前記コントローラーは、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスを制御し、従って、前記１またはこれより多くのセンサからの信号に応答して、前記吊り下げられた積み荷の前記回転及び方位を制御し、
ここで、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために前記コントローラーと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、システム。

【請求項11】

各ジャイロスコープモジュールは、ケーシングにピボットするように取り付けられた１またはこれより多くのジンバルにピボットするように取り付けられた１またはこれより多くのローターを含む、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くを含む積み荷支持構造体を含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

各ジャイロスコープモジュールを：ａ）別のジャイロスコープモジュール；ｂ）積み荷支持構造体；またはｃ）前記吊り下げられた積み荷、に取り付けるための取り付け手段を含む、請求項１１または１２に記載のシステム。

【請求項14】

各ジャイロスコープモジュールは、別個のケーシングに取り付けられるか、または２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールは、同じケーシングに取り付けられる、請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記ケーシングは、前記ローターのうちのそれぞれ１つとともにピボットする、および／または２またはこれより多くのパーツに形成される、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記ケーシングの前記２またはこれより多くのパーツが、積み荷支持構造体に向かって動かされ得るように、前記ケーシングの前記２またはこれより多くのパーツと前記積み荷支持構造体との間に連結された１またはこれより多くのリンク機構を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ローターは、前記ローターの慣性モーメントを制御するために１またはこれより多くの可動式の重りを含む、請求項１０～１６のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項18】

前記ジンバルの方位を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために、各ジャイロスコープモジュールの前記ジンバルに連結され、かつ前記コントローラーと通信状態にある第２のモーターを含む、請求項１０～１７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項19】

前記第１のモーターおよび前記第２のモーターへと電力供給するために、１またはこれより多くの電源を含む、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記１またはこれより多くの電源のうちの１またはこれより多くは、ａ）前記それぞれのジャイロスコープモジュール内に；ｂ）前記それぞれのジャイロスコープモジュールの前記ローター内に、位置する、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記１またはこれより多くの電源のうちの１またはこれより多くは、ワイヤレス充電器を介して再充電される、請求項１９または２０に記載のシステム。

【請求項22】

前記ワイヤレス充電器は、前記積み荷を吊り上げているクレーン上に位置する、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

各第１のモーターが前記それぞれのローターと連動するかまたは連動解除することを可能にするための１またはこれより多くの第１のクラッチ、および／または、各第２のモーターが、前記それぞれのジンバルと連動するかまたは連動解除することを可能にするための１またはこれより多くの第２のクラッチ、および／または、前記ジンバルおよび／または前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くのローターの回転をロックするための１またはこれより多くのロックを含む、請求項１０～２２のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項24】

前記コントローラーは、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御することによって、前記積み荷の回転を制御するために、コンピューター読み取り可能なプログラムコードを実行するためのプロセッサを含むか、または前記プロセッサの形態にある、請求項１０～２３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項25】

ユーザー入力を受け取るための前記プロセッサと通信状態にある、遠隔コントローラーのような入力デバイスを含み、ここで前記プロセッサは、コンピューター読み取り可能なプログラムコードを実行して、前記ユーザー入力に基づいて前記積み荷の回転を制御する、請求項２４に記載のシステム。

【請求項26】

前記コンピューター読み取り可能なプログラムコードのうちの少なくともいくつかは、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを、前記２つのジャイロスコープモジュールの起動の間に運動量ホイール設定にあるように制御し、そして前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターの方位を、前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、第２の設定へと変更するように実行される、請求項２４または２５に記載のシステム。

【請求項27】

前記コンピューター読み取り可能なプログラムコードのうちの少なくともいくつかは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記吊り下げられた積み荷の回転の第１パートに関して、および１またはこれより多くの他のジャイロスコープモジュールを前記回転の第２パートに関して制御するために実行される、請求項２４、２５または２６に記載のシステム。

【請求項28】

前記１またはこれより多くのセンサのうちの１またはこれより多くが、前記それぞれのトルク発生デバイスの状態を前記コントローラーに提供し、および／または、コンピューター読み取り可能なプログラムコードは、プロセッサによって実行されて、前記１またはこれより多くのセンサから受け取ったデータを使用して、前記吊り下げられた積み荷を自動的に方位決定し、および／または、前記コントローラーは、前記１またはこれより多くのセンサから受け取ったデータを使用して、前記吊り下げられた積み荷の動きの記録を生成する、請求項１０～２７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項29】

前記トルク発生デバイスは、前記センサのうちの前記１またはこれより多くを含む１またはこれより多くのセンサモジュールを受け取るために、１またはこれより多くのソケットまたは凹部を含む、請求項１０～２８のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項30】

前記トルク発生デバイスによって前記積み荷に付与し得る最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量を表示するためのインジケーターを含む、請求項１０～２９のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項31】

前記コントローラーに直接的または間接的に接続可能な、１またはこれより多くの太陽電池；１またはこれより多くの拡声器；１またはこれより多くのディスプレイ画面のうちの１またはこれより多くを含む、請求項１０～３０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項32】

吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結された２またはこれより多くの制御モーメントジャイロスコープモジュールを介して前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法であって、前記方法は、
前記２またはこれより多くの制御モーメントジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くを介して、前記吊り下げられた積み荷の回転の第１パートを制御する工程と、
前記２またはこれより多くの制御モーメントジャイロスコープモジュールのうちの異なる１またはこれより多くを介して、前記吊り下げられた積み荷の回転の第２パートを制御する工程と、
を包含し、
ここで、前記吊り下げられた積み荷の前記回転の前記第１パートおよび前記回転の前記第２パートは、前記２またはこれより多くの制御モーメントジャイロスコープモジュール内で角運動量を移動させることにより制御され、
ここで、前記制御モーメントジャイロスコープモジュールは、当該制御モーメントジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するためにコントローラーと通信状態にあり、ここで、各制御モーメントジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、方法。

【請求項33】

１またはこれより多くのトルク発生デバイスにより発生したトルクを付与することにより前記吊り下げられた積み荷の移動を制御するための、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結された１またはこれより多くのトルク発生デバイスと連携した１またはこれより多くのセンサと通信状態にあるプロセッサを含む積み荷管理システムであって、
ここで、前記１またはこれより多くのトルク発生デバイスは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するためにコントローラーと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置し、
ここで前記プロセッサは、
１もしくはこれより多くのスケジュールを、前記１もしくはこれより多くのセンサからのデータに基づいて自動的に更新する、および／または
前記積み荷および／もしくはその動きの詳細を、前記１もしくはこれより多くのセンサからのデータに基づいて、１もしくはこれより多くのモニタリングシステムを介して自動的に表示する、
積み荷管理システム。

【請求項34】

積み荷認識方法であって、該方法は、
積み荷に直接的または間接的に取り付けられた１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスにより発生したトルクを付与することにより前記積み荷の動きを制御する工程であって、ここで、前記１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスは、１もしくはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するためにコントローラーと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、工程と、
プロセッサを介して、前記１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスと連携した１またはこれより多くのセンサから前記積み荷の詳細を受け取る工程と、
前記プロセッサを介して、前記１またはこれより多くのセンサからの前記詳細と、１またはこれより多くの積み荷識別子とを比較して、前記積み荷を識別する工程と、
を包含する方法。

【請求項35】

スケジュール作成方法であって、該方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細を、前記積み荷に直接的または間接的に取り付けられた１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスと連携した１またはこれより多くのセンサから受け取る工程であって、ここで、前記積み荷の動きは、１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスにより発生したトルクを付与することにより制御され、ここで、前記１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスは、１もしくはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために前記プロセッサと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、工程と、
前記プロセッサを介して、前記１またはこれより多くのセンサからの積み荷の前記詳細に基づいて、前記積み荷の位置および／または動きを決定する工程と、
前記積み荷の前記位置および／または動きに基づいて、１またはこれより多くのスケジュールを更新する工程と、
を包含する方法。

【請求項36】

モニタリング方法であって、該方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細を、前記積み荷の動きを制御するために前記積み荷に直接的または間接的に取り付けられた１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスと連携した１またはこれより多くのセンサから受け取る工程であって、ここで、前記１もしくはこれより多くのトルク発生デバイスは、１もしくはこれより多くのジャイロスコープモジュールの形態であり、前記ジャイロスコープモジュールは、当該ジャイロスコープモジュールのローターに連結された第１のモーターを含み、前記第１のモーターは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために前記プロセッサと通信状態にあり、ここで、各ジャイロスコープモジュールの前記第１のモーターは、それぞれの前記ローター内に位置する、工程と、
前記プロセッサを介して、１またはこれより多くのセンサからの前記積み荷の詳細に基づいて、前記積み荷の位置および／または動きを決定する工程と、
１またはこれより多くのモニタリングシステムを介して、前記積み荷の前記位置および／または前記動きを表示する工程と、
を包含する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明の分野
本発明は、積み荷管理システムおよび方法を含む、資材管理システムおよび方法に関する。特に、本発明の実施形態は、ジャイロスコープデバイスを介して吊り下げられた積み荷を方位決定すること、ならびに積み荷およびそれらの動き（例えば、建設現場、港湾でのおよび他の環境での）についてのデータを測定および生成することに関する。

【背景技術】

【0002】

発明の背景
輸送および建築のようないくつかの産業では、作業の多様な性質および地理的な拡がりが、生産性、進捗、費用コントロール、および安全性の課題を追跡することを困難にしている。例えば、積み荷は、これが最終的な位置へと置かれるまでに複数回位置を換えられ得るので、置き間違えられ得るか、遺失され得る。

【0003】

いくつかの産業では、吊り下げられた積み荷の、例えば、クレーンを介する動きは、周囲の作業者および構造体に危険を及ぼし得る。動きのある特定の局面は、クレーンによって制御され得る一方で、積み荷の回転はしばしば、推測不能であり得、環境要因（例えば、風）によって突然影響を及ぼされ得る。

【0004】

伝統的には、積み荷の回転は、作業員によって手で引っ張られる、その積み荷に取り付けられるタグライン（ｔａｇ ｌｉｎｅ）として公知のロープまたはケーブルを介して制御されてきた。このアプローチに伴う１つの問題は、職員がその吊り上げられた積み荷から十分に離れるだけの空間がほとんど存在しない可能性もあることである。積み荷がトラックおよび／または船に積まれ、そしてそこから降ろされる場合、そこには、迅速に積んだり降ろしたりする時間的重圧がまた存在し得、そして船から降ろす場合には、船からの積み荷の積み降ろしを正確に記録することが顧客から求められ得る。従って、安全性の理由から、作業員がその吊り下げられた積み荷の直ぐ下に立つことは典型的には許容されていない一方で、作業員は、その積み荷のほぼ下ではあるが片側にずれて立つことはしばしば必要とされ、このような場合には、その吊り下げられたかもしくは部分的に吊り下げられた積み荷と固定された物体もしくは構造体との間に閉じ込められるか、または港湾もしくはデッキから水の中に落とされるという可能性がある。このアプローチに伴う別の問題は、それが遅くかつ不正確であり得ることである。

【0005】

吊り下げられた積み荷の回転を制御するための改善されたシステムを提供する努力がなされてきた。例えば、米国特許第５８１６０９８号に記載されるシステムは、積み荷梁上の中心点に１個のコントロールモーメントジャイロスコープ（ＣＭＧ）を提供することによって積み荷の方位を提供する。

【0006】

このシステムに伴う１つの問題は、ＣＭＧのモーメント出力は、そのジャイロスコープの物理特性によって制限されることである。特に、そのジャイロスコープは、ある特定の回転角を通じて出力トルクを提供し得るに過ぎない。これは、そのＣＭＧが、その積み荷の回転を制御する能力が、その積み荷を吊り上げて置く間に、重大な点で効率的に機能しなくなる可能性があることを意味する。

【0007】

この問題は、より多くの運動量を保存するように、そのＣＭＧのローターの重量を増大させることによって部分的に対処され得る。しかし、そのローターの重量を増大させると、吊り上げられなければならない重量に加わることになるので、操縦の融通性が低下し、かつ費用が増大する。

【0008】

さらに、大きなローターを伴うこのようなＣＭＧは、かなりの立ち上がり時間および停止時間を有し、より大きなモーターを要し、ローターを駆動するために大きな電力消費を有し、積み荷の不釣り合いを回避するために、積み荷もしくは支持梁上の中心位置において使用されなければならない。

【0009】

ＣＭＧを使用して積み荷の回転を制御することに伴うさらなる問題は、ＣＭＧのローターの再方位が、縦揺れおよび／もしくは横揺れのような望ましくないトルク、ならびにその積み荷を回転するために所望のトルクを付与することである。そのＣＭＧはまた、典型的には、その積み荷の手作業での回転を妨害するその積み荷の手作業での回転に不要な反応をもたらす。さらに、そのローターが、その積み荷の手作業での再方位の間に自由に再方位決定することを許容される場合、その積み荷が再方位決定された後に、望ましくない方位にある可能性がある。

【0010】

国際特許出願公開番号ＷＯ ２０１５／０８２３４７は、吊り下げられた積み荷の方位を制御するための別のシステムを記載する。そのシステムは、リフティングフレームを含み、このリフティングフレームに、吊り上げられるべき積み荷が接続される。２またはこれより多くのフライホイールユニットは、リフティングフレーム上に配置される。各フライホイールユニットは、ジンバル支持体の中に配置されるジンバルの中に配置されるフライホイールロータリーを含む。

【0011】

制御ユニットは、フライホイールの回転の速度および方向ならびにジンバルの傾斜を個々に制御して、リフティングフレームおよび必要とされるかまたは所定の方位に向かう任意の取り付けられた積み荷を回転させるためのトルクを作り出す。制御システムは、回転の速度を完全にもしくは部分的に低下させ、ジンバルを新たな開始位置へと傾斜させ、そしてフライホイールに再び回転を付けることによるか、またはフライホイールを停止し、フライホイールを反対方向に回転を付けることによるかのいずれかによって、フライホイールユニットを再初期化する。

【0012】

ＷＯ ２０１５／０８２３４７のシステムに伴う１つの問題は、ユーザーが、積み荷の吊り上げにおいて非実際的な遅れを引き起こし得るフライホイールユニットの再初期化を待たなければならず、プロジェクトに関する進捗を遅らせ得ることである。別の問題は、フライホイールが、クレーンによって常に吊り上げられなければならず、かつ積み荷の重量を運ばなければならないリフティングフレームに、顕著な重量を加えることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】米国特許第５８１６０９８号明細書

【文献】ＷＯ ２０１５／０８２３４７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

発明の目的
本発明の好ましい目的は、吊り下げられた積み荷の方位を制御する、ならびに／あるいは先行技術の前述の問題のうちの１もしくはこれより多くに対処するかもしくは少なくとも改善するおよび／または有用な産業的代替手段を提供する、資材を管理するための改善されたシステムおよび／または方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

発明の要旨
本発明は、資材管理システムおよび方法、そして特に、積み荷管理システムおよび方法に関する。特に、本発明の実施形態は、ジャイロスコープデバイスを介して吊り下げられた積み荷を方位決定すること、ならびにその積み荷およびそれらの動きについてのデータを測定および生成することに関する。

【0016】

一形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、資材管理方法にあり、前記方法は、
プロセッサを介して、作業活動および資材フローに関するデータを、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程；
前記プロセッサを介して、前記作業活動および資材フローに関するデータに基づいて安全性および生産性情報を生成する工程；
前記プロセッサを介して、前記生成された安全性および生産性情報と、前記作業活動および資材フローの既存のプロジェクト計画およびスケジュールとを比較する工程；
前記プロセッサを介して、前記プロジェクト計画および作業スケジュールの現状および相対的進捗を決定する工程；ならびに
前記プロセッサを介して、更新されたプロジェクト計画および作業スケジュールを生成する工程、
を包含する。

【0017】

前記作業活動および資材フローに関するデータは、少なくとも以下：前記資材の位置；前記資材の動き；前記資材の識別；前記資材の回転のうちの１またはこれより多くを含み得る。

【0018】

適切には、前記資材は、積み荷であり、前記方法は、
２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に取り付ける工程であって、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールは、コントローラーの形態で前記プロセッサと通信状態にある工程；および
前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記コントローラーを介して独立して制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程、
によって、吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。

【0019】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、吊り下げられた積み荷の回転を制御するためのシステムにあり、前記システムは、
前記吊り下げられた積み荷に、直接的または間接的に取り付けるための２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール；および
前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを独立して制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するためのコントローラー
を含む。

【0020】

好ましくは、各ジャイロスコープモジュールは、１またはこれより多くのジンバルにピボットするように取り付けられた１またはこれより多くのローターを含む。

【0021】

適切には、前記システムは、各ジャイロスコープモジュールを別のジャイロスコープモジュールに、積み荷支持構造体に、または前記吊り下げられた積み荷に取り付けるための取り付け手段を含む。

【0022】

適切には、前記システムは、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くを含む積み荷支持構造体を含む。

【0023】

適切には、各ジャイロスコープモジュールの前記１またはこれより多くのジンバルのうちの１つは、ケーシングにピボットするように取り付けられている。

【0024】

適切には、各ジャイロスコープモジュールは、別個のケーシングに取り付けられる。

【0025】

適切には、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールは、同じケーシングに取り付けられる。

【0026】

適切には、前記システムは、前記ローターの角速度を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために、各ジャイロスコープモジュールの前記ローターに連結され、かつ前記コントローラーと通信状態にある第１のモーターを含む。

【0027】

適切には、前記第１のモーターは、前記ローター内に位置する。

【0028】

適切には、前記ローターは、前記ローターの慣性モーメントを制御するために１またはこれより多くの可動式の重りを含む。

【0029】

適切には、前記システムは、前記ジンバルの方位を制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するために、各ジャイロスコープモジュールの前記ジンバルに連結され、かつ前記コントローラーと通信状態にある第２のモーターを含む。

【0030】

適切には、前記システムは、前記第１のモーターおよび前記第２のモーターへと電力供給するために、１またはこれより多くの電源を含む。

【0031】

適切には、前記１またはこれより多くの電源のうちの１またはこれより多くは、前記それぞれのジャイロスコープモジュール内に位置する。

【0032】

適切には、前記１またはこれより多くの電源のうちの１またはこれより多くは、前記それぞれのジャイロスコープモジュールの前記ローター内に位置する。

【0033】

適切には、前記１またはこれより多くの電源のうちの１またはこれより多くは、ワイヤレス充電器を介して再充電される。

【0034】

適切には、上記ワイヤレス充電器は、前記積み荷を吊り上げているクレーン上に位置する。

【0035】

適切には、前記システムは、各第１のモーターが前記それぞれのローターと連動するかまたは連動解除することを可能にするために、１またはこれより多くの第１のクラッチを含む。

【0036】

適切には、前記システムは、各第２のモーターが前記それぞれのジンバルと連動するかまたは連動解除することを可能にするために、１またはこれより多くの第２のクラッチを含む。

【0037】

適切には、前記システムは、前記ジンバルおよび／または前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くのローターの回転をロックするために、１またはこれより多くのロックを含む。

【0038】

適切には、前記コントローラーは、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御することによって、前記積み荷の回転を制御するために、コンピューター読み取り可能なプログラムコードを実行するためのプロセッサを含む。

【0039】

適切には、前記プロセッサは、コンピューター読み取り可能なプログラムコードを実行して、ユーザー入力に基づいて前記積み荷の回転を制御する。

【0040】

適切には、前記コントローラーは、前記ユーザー入力を受け取るための前記プロセッサと通信状態にある入力デバイスを含む。

【0041】

適切には、前記入力デバイスは、遠隔コントローラーである。

【0042】

適切には、前記コンピューター読み取り可能なプログラムコードのうちの少なくともいくつかは、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つのローターが前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの起動の間に運動量ホイール設定にあるように制御し、そして前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つのローターの方位を、前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、第２の設定へと変更するように実行される。

【0043】

適切には、前記コンピューター読み取り可能なプログラムコードのうちの少なくともいくつかは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記吊り下げられた積み荷の回転の第１の部品に関して、および１またはこれより多くの他のジャイロスコープモジュールを前記回転の第２の部品に関して制御するために実行される。

【0044】

適切には、前記ジャイロスコープモジュールは、前記コントローラーと通信状態にある１またはこれより多くのセンサ、またはプロセッサを各々含む。

【0045】

適切には、前記センサのうちの１またはこれより多くは、前記それぞれのジャイロスコープモジュールの状態を前記コントローラーに提供する。

【0046】

適切には、前記コンピューター読み取り可能なプログラムコードのうちの少なくともいくつかは、前記１またはこれより多くのセンサから受け取ったデータを使用して、前記吊り下げられた積み荷を自動的に方向決定するように実行される。

【0047】

適切には、前記コントローラーは、前記１またはこれより多くのセンサから受け取ったデータを使用して、前記吊り下げられた積み荷の動きの記録を生成する。

【0048】

適切には、前記ジャイロスコープモジュールは、前記センサのうちの１またはこれより多くを含む１またはこれより多くのセンサモジュールを受容する１またはこれより多くのソケットまたは凹部を含む。

【0049】

適切には、前記システムは、前記ジャイロスコープモジュールによって前記積み荷に付与し得る最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量を表示するためのインジケーターを含む。

【0050】

前記システムは、前記コントローラーに直接的または間接的に接続可能な以下：１またはこれより多くの太陽電池；１またはこれより多くの拡声器；１またはこれより多くのディスプレイ画面のうちの１またはこれより多くを含み得る。

【0051】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法にあり、前記方法は、
２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、前記吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に取り付ける工程；および
前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを、コントローラーを介して独立して制御して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程、
を包含する。

【0052】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くのローターの角速度を、前記コントローラーを介して制御する工程を包含する。

【0053】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くの前記ローターの方位を、前記コントローラーを介して制御する工程を包含する。

【0054】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールは、前記吊り下げられた積み荷にモーメントを付与するために、前記コントローラーを介して制御される。

【0055】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールは、前記吊り下げられた積み荷の方位を維持するために、前記コントローラーを介して制御される。

【0056】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くの前記ローターの方位をロックする工程を包含する。

【0057】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールの起動の間に、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くの前記ローターの角速度を制御することによって、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。

【0058】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、前記ジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くの前記ローターの方位を制御することによって、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。

【0059】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの起動の間に、運動量ホイール設定において前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを方位決定する工程および前記ローターが所望の角速度より多く回転した後に、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターの方位を第２の設定へと変更する工程を包含する。

【0060】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを制御して、共通する方向に回転させる工程を包含する。

【0061】

適切には、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを制御する工程は、前記ジャイロスコープモジュールのうちの２つの前記ローターを制御して、反対方向に回転させる工程を包含する。

【0062】

さらなる形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結されている２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールを介して、前記吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法にあり、前記方法は、
前記吊り下げられた積み荷の回転の第１の部品を、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールのうちの１またはこれより多くを介して制御する工程；および
前記吊り下げられた積み荷の回転の第２の部品を、前記２またはこれより多くのジャイロスコープモジュールのうちの異なる１またはこれより多くを介して制御する工程
を包含する。

【0063】

さらに別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結されている１またはこれより多くのジャイロスコープユニットの１またはこれより多くのセンサと通信状態にあるプロセッサを含む積み荷管理システムにあり、ここで前記プロセッサは、前記１またはこれより多くのセンサからのデータに基づいて、１またはこれより多くの計画された作業スケジュールを自動的に更新する。

【0064】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結されている１またはこれより多くのジャイロスコープユニットの１またはこれより多くのセンサと通信状態にあるプロセッサを含む積み荷管理システムにあり、ここで前記プロセッサは、前記積み荷および／またはその動きの詳細を、前記１またはこれより多くのセンサからのデータに基づいて、１またはこれより多くのモニタリングシステムを介して自動的に表示する。

【0065】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、積み荷認識方法にあり、前記方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細を、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程；および
前記プロセッサを介して、前記１またはこれより多くのセンサからの前記詳細と、１またはこれより多くの積み荷識別子とを比較して、前記積み荷を識別する工程、
を包含する。

【0066】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、スケジュール作成方法にあり、前記方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細を、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程；
前記プロセッサを介して、前記１またはこれより多くのセンサからの積み荷の前記詳細に基づいて、前記積み荷の位置および／または動きを決定する工程；ならびに
前記積み荷の前記位置および／または動きに基づいて、１またはこれより多くの計画された作業スケジュールを更新する工程、
を包含する。

【0067】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、モニタリング方法にあり、前記方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細を、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程；
前記プロセッサを介して、１またはこれより多くのセンサからの前記積み荷の詳細に基づいて、前記積み荷の位置および／または動きを決定する工程；ならびに
１またはこれより多くのモニタリングシステムを介して、前記積み荷の前記位置および／または前記動きを表示する工程、
を包含する。

【0068】

別の形態において、必ずしも最も広い形態ではないが、本発明は、積み荷管理方法にあり、前記方法は、
プロセッサを介して、積み荷の詳細および周りの環境を、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程；
前記プロセッサを介して、前記積み荷の詳細および前記周りの環境に基づいて、前記周りの環境の三次元マップを生成する工程；
前記プロセッサを介して、前記積み荷の位置および／または回転と、前記周りの環境のマップとを比較する工程；ならびに
前記プロセッサを介して、前記積み荷の安全な動きを決定する工程、
を包含する。

【0069】

本発明のさらなる形態および／または特徴は、以下の詳細な説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0070】

本発明が容易に理解され得、実践的な効果をもたらし得るために、ここで添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に対して言及される。ここで類似の参照番号は、同一の要素に言及する。図面は、例示によってのみ提供される。

【0071】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に従う、吊り下げられた積み荷の回転を制御するためのシステムの模式図である。

【0072】

【図2】図２は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュールの平面図である。

【0073】

【図3】図３は、図２に示されるジャイロスコープモジュールの正面断面図である。

【0074】

【図4】図４は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットの平面図である。

【0075】

【図5】図５は、図４に示されるジャイロスコープユニットの正面断面図である。

【0076】

【図6】図６は、本発明の一実施形態に従う積み荷システムに取り付けられた２つのジャイロスコープモジュールの正面図である。

【0077】

【図7】図７は、図６に示される積み荷システムに取り付けられた２つのジャイロスコープモジュールの平面図である。

【0078】

【図8】図８は、図６および図７に示される積み荷システム上の２つのジャイロスコープモジュールの運動量ホイール設定の平面図である。

【0079】

【図9】図９は、２つのジャイロスコープモジュールのローターの加速を、ｙ軸のまわりに正の方向で示す運動量ホイール設定の平面図である。

【0080】

【図10】図１０は、２つのジャイロスコープモジュールの加速を、ｙ軸のまわりに反対方向で示す運動量ホイール設定の平面図である。

【0081】

【図11】図１１は、図６および図７に示される積み荷システム上の２つのジャイロスコープモジュールの第２の設定の平面図であり、ここでジャイロスコープモジュールのローターは、ｚ軸のまわりに反対方向に回転する。

【0082】

【図12】図１２は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットの断面図である。

【0083】

【図13】図１３は、本発明の一実施形態に従う第３の設定の平面図である。

【0084】

【図14】図１４は、本発明の一実施形態に従う第４の設定の平面図である。

【0085】

【図15】図１５は、本発明の一実施形態に従う第５の設定の平面図である。

【0086】

【図16】図１６は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットの平面図である。

【0087】

【図17】図１７は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュールを制御するためのコントローラーの模式図である。

【0088】

【図18】図１８は、ジャイロスコープモジュールのローターの方位を、前記ジャイロスコープモジュールの前記ローターの方位に対して変更することによる、積み荷に付与し得る最大運動量の例示的グラフを図示する。

【0089】

【図19】図１９は、ジャイロスコープモジュールのローターの方位を、前記ジャイロスコープモジュールの前記ローターの方位に対して変更することによる、積み荷に適用可能なトルクの例示的グラフである。

【0090】

【図20】図２０は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットの平面図である。

【0091】

【図21】図２１は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法の一般的フロー図である。

【0092】

【図22】図２２は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための第２の方法の一般的フロー図である。

【0093】

【図23】図２３は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための第３の方法の一般的フロー図である。

【0094】

【図24】図２４は、本発明の一実施形態に従う積み荷管理システムを図示する。

【0095】

【図25】図２５は、本発明の一実施形態に従う積み荷認識方法を図示する。

【0096】

【図26】図２６は、本発明の一実施形態に従うスケジュール作成方法を図示する。

【0097】

【図27】図２７は、本発明の一実施形態に従うモニタリング方法を図示する。

【0098】

【図28】図２８は、本発明の一実施形態に従う積み荷管理方法を図示する。

【0099】

【図29】図２９は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットを図示する。

【0100】

【図30】図３０は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニットのためのワイヤレス充電器を図示する。

【0101】

【図31】図３１は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュールのローターを図示する。

【0102】

【図32】図３２は、本発明の一実施形態に従う可変性の慣性モーメントを有するジャイロスコープモジュールのローターの第１の設定を図示する。

【0103】

【図32A】図３２Ａは、本発明の一実施形態に従う可変性の慣性モーメントを有するジャイロスコープモジュールのローターの第２の設定を図示する。

【0104】

【図33】図３３は、本発明の別の実施形態に従うジャイロスコープモジュールの平面図である。

【0105】

【図34】図３４は、図３３に示されるジャイロスコープモジュールの側面図である。

【0106】

当業者は、図面の中の要素が単純さおよび明確さを目的として図示されており、必ずしも縮尺どおりには書かれていないことを理解する。例えば、図面の中の要素のうちのいくつかの相対的寸法は、本発明の実施形態の理解を改善する一助となるように変形されてもよい。

【発明を実施するための形態】

【0107】

発明の詳細な説明
本発明は、資材管理システムおよび方法、そして特に、積み荷管理システムおよび方法に関する。特に、本発明は、吊り下げられた積み荷を、ジャイロスコープデバイスを介して方位決定すること、ならびに積み荷およびその動きについてのデータを測定および生成することに関する。

【0108】

図１は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するためのシステム１００の模式図である。システム１００は、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に取り付けるための２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を含む。例えば、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くは、吊り下げられた積み荷に、取り付け手段（例えば、ボルト、クランプまたはチェーン）を介して直接取り付けられる。例えば、前記ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くは、それらを積み荷支持構造体に取り付けることによって、またはそれらを、吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に取り付けられる別のジャイロスコープモジュール１１０に取り付けることによって、吊り下げられた積み荷に間接的に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くは、積み荷支持構造体の一部を形成する。４つのジャイロスコープモジュールは、図１の中で例として示され、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃおよび１１０Ｄと表示される。

【0109】

システム１００はまた、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を独立して制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御するために、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０と通信状態にあるコントローラー１２０を含む。コントローラー１２０は、例えば、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１つのうちの一部を形成し得るか、またはジャイロスコープモジュール１１０から遠隔に位置し得る。

【0110】

図２は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュール１１０の平面図であり、図３は、図２に示されるジャイロスコープモジュール１１０の正面断面図である。ジャイロスコープモジュール１１０は、第１の軸３１２を介して、ジンバル３２０にピボットするように取り付けられたローター３１０を含む。ジンバル３２０は、第２の軸３２２を介して、例えば、ケーシング３３０にピボットするように取り付けられる。

【0111】

発明の実施形態において、ローター３１０の角速度および／または方位は、吊り下げられた積み荷の方位を制御するために、各ジャイロスコープモジュール１１０のコントローラー１２０によって独立して制御される。いくつかの実施形態において、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くは、例えば、さらなる次元でローター３１０の再方位を可能にするために、１より多くのジンバルを含む。いくつかの実施形態において、ジャイロスコープユニットが提供され、このユニットは、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュールおよび本明細書で記載される１またはこれより多くの他の特徴を含む。当業者は、例示的なジャイロスコープユニットが本明細書中以降で記載されかつ図面に示される一方で、本発明の実施形態に従うジャイロスコープユニットは、これらのジャイロスコープユニットの特徴の任意の組み合わせを含み得、その示される組み合わせに限定されないことを認識する。

【0112】

図４は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット３００の平面図である。図５は、図４に示されるジャイロスコープユニット３００の正面断面図である。ジャイロスコープユニット３００は、ケーシング３３０に取り付けられたジャイロスコープモジュール１１０を含む。いくつかの実施形態において、ジャイロスコープモジュール１１０およびケーシング３３０は、小型かつ自己充足式ユニットを形成し得る。

【0113】

ジンバル３２０は、ケーシング３３０に、第２の軸３２２を介してピボットするように取り付けられる。第１のモーター３１４は、ローター３１０の角速度を制御するために、ローター３１０に連結され得る。第１のモーター３１４は、コントローラー１２０がローター３１０の角速度を制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御することを可能にするために、コントローラー１２０と通信状態にある。第２のモーター３２４は、ジンバル３２０、よってローター３１０の方位を制御するために、ジンバル３２０に連結される。第２のモーター３２４は、コントローラー１２０がジンバル３２０の方位を制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御することを可能にするために、コントローラー１２０と通信状態にある。第１のモーター３１４および／または第２のモーター３２４は、例えば、ローター３１０の方位および／または角速度の正確な制御を可能にし、コントローラー１２０にローターの現在の方位および／または角速度を提供するために、サーボモーターであり得る。いくつかの実施形態において、第１のモーター３１４は、ローター３１０の一部を形成する。例えば、モーターは、パンケーキ型モーター、アウトランナーモーター、インランナーモーターまたはローター３１０内での使用に適した別のモーターであり得る。ローター３１０の中に第１のモーター３１４を含めると、ジャイロスコープモジュール１１０の全体の重量が低減し得る。

【0114】

いくつかの実施形態において、第１のモーター３１４は、ローター３１０またはジンバル３２０を減速させる場合に、例えば、電源（例えば、バッテリー）を再充電するために、回生制動を提供する。いくつかの実施形態において、第１のモーター３１４は、ローター３１０またはジンバル３２０を減速させる場合、エネルギーを別の第１のモーター３１４へと、例えば、機械的にまたは電気的に移動させる。

【0115】

取り付け手段３４０は、ケーシング３３０を介して、ジャイロスコープモジュール１１０を吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に取り付けるために提供され得る。例えば、取り付け手段３４０は、取り付けデバイス（例えば、迅速取り付けデバイス）の任意の公知のタイプであり得、ジャイロスコープモジュール１１０は、取り付け手段３４０を介して、別のジャイロスコープモジュールに、積み荷支持構造体に、または吊り下げられた積み荷に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、取り付け手段は、ジャイロスコープモジュール１１０が、例えば、垂直方向、長手軸方向、および／または横方向に積み重ねられ得るように、ジャイロスコープモジュール１１０の1より多くの側面に提供され得る。このような迅速取り付けデバイスが、迅速取り外しデバイスとしても機能し得ることは、認識される。

【0116】

図６は、本発明の一実施形態に従う積み荷システム４００に取り付けられた２つのジャイロスコープモジュール１１０の正面図である。図７は、図６に示される積み荷システム４００に取り付けられた２つのジャイロスコープモジュール１１０の平面図である。

【0117】

積み荷システム４００は、ケーブル４２４を介して積み荷４１０を支持する積み荷支持構造体４２０を含む。積み荷支持構造体４２０は、ケーブル４２２を介してクレーンから吊り下げられる。２つのジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷支持構造体４２０に取り付けられる。いくつかの実施形態において、取り付け点は、積み荷支持構造体４２０の上に提供され、この支持構造体４２０には、ジャイロスコープモジュール１１０が取り付けられ得る。

【0118】

ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷支持構造体４２０に沿って中程に積み荷支持構造体４２０のいずれかの側面に取り付けられることが示される。しかし、上述のように、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷支持構造体４２０または積み荷４１０上の任意の点において取り付けられ得るか、あるいは積み荷支持構造体４２０の一部を形成し得る。いくつかの実施形態において、前記ジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くは、積み荷支持構造体４２０の一部を形成する。例えば、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷支持梁へと一体化される。

【0119】

吊り下げられた積み荷４１０の回転が、ローターの角速度を制御することによって制御される場合のジャイロスコープモジュール１１０の設定は、本明細書中以降、運動量ホイール設定といわれる。運動量ホイール設定において、ローター３１０の角速度の変化は、ローターと同じ回転面において吊り下げられた積み荷にトルクを付与し得る。例えば、図６および図７の中の吊り下げられた積み荷４１０のｙ軸のまわりの回転は、必要な場合には、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの一方または両方のローター３１０の角速度を制御することによって制御され得る。

【0120】

図８は、図６および図７に示される積み荷システム４００上の２つのジャイロスコープモジュール１１０の運動量ホイール設定５００の平面図である。運動量ホイール設定５００において、２つのジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０は、ｙ軸のまわりで、すなわち、回転のｘ－ｚ平面で回転可能である。

【0121】

ローター３１０のうちの1つは、矢印５１０によって示されるように、ｙ軸のまわりに正の方向に加速される。ローター３１０は、積み荷支持構造体４２０へと、例えば、モーター３１４を介して、矢印５５０および矢印５６０によって示されるように、ｙ軸のまわりに負の方向にトルクを適用することによって加速される。このトルクは、積み荷支持構造体４２０から積み荷４１０へと移動される。

【0122】

図９は、矢印５１２および矢印５２２によって示されるように、ｙ軸のまわりに正の方向に２つのジャイロスコープモジュール１１０のローターの加速を示す運動量ホイール設定５００の平面図である。ローター３１０は、積み荷支持構造体４２０へと、例えば、モーター３１４を介して、ｙ軸のまわりに負の方向にトルクを適用することによって各々加速される。両方のローター３１０が、ｙ軸のまわりに同じ方向にトルクを誘導することによって加速されるので、そのトルクは、積み荷支持構造体４２０へと、よって、積み荷４１０へとより大きな正味のトルクが適用され得るように加わる。積み荷支持構造体４２０に適用される正味のトルクは、矢印５５２および矢印５６２によって示される。

【0123】

図１０は、ｙ軸のまわりに反対方向に２つのジャイロスコープモジュールの加速を示す運動量ホイール設定５００の平面図である。

【0124】

ローター３１０のうちの第１のものは、矢印５１４によって示されるように、ｙ軸のまわりに負の方向に加速される。ローター３１０のうちの第１のものは、積み荷支持構造体４２０へと、例えば、モーター３１４を介して、ｙ軸のまわりに正の方向にトルクを適用することによって加速される。ローター３１０のうちの第２のものは、矢印５２４によって示されるように、ｙ軸のまわりに正の方向に加速される。ローター３１０のうちの第２のものは、積み荷支持構造体４２０へと、例えば、モーター３１４を介してトルクを適用することによって加速される。

【0125】

ローター３１０は、ｙ軸のまわりに反対方向にトルクを誘導することによって加速されるので、そのトルクは、互いに反対である。一例において、ローター３１０は、等しくかつ反対のトルクが各ジャイロスコープモジュール１１０によって積み荷支持構造体４２０へと適用されるように、加速される。そのようにして、２つのジャイロスコープモジュールは、積み荷支持構造体４２０または積み荷４１０を加速することなく、運動量ホイール設定において加速され得る。

【0126】

図１１は、図６および図７に示される積み荷システム４００上の２つのジャイロスコープモジュール１１０の第２の設定６００の平面図である。第２の設定６００において、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０は、矢印６１０および矢印６２０によって示されるように、ｚ軸のまわりに反対方向に、すなわち、回転のｘ－ｙ平面において回転する。

【0127】

吊り下げられた積み荷４２０の回転は、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの一方または両方のローター３１０の方位を、例えば、第２のモーター３２４を介して制御することによって、ジャイロスコープモジュール１１０を介して制御され得る。矢印６３０および矢印６４０は、運動量ホイール設定５００から第２の設定６００に達するために、ｘ軸のまわりに、すなわち、回転のｙ－ｚ平面において、２つのジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の方位の例示的な変更を図示する。矢印６５０および矢印６６０は、ローター３１０の方位における変更によって、積み荷支持構造体４２０に適用されるトルクを図示する。ここでそのローター３１０は、ｙ軸のまわりに正の方向で最初に回転していた。

【0128】

ローターから積み荷支持構造体４２０へと移動した運動量は、ローター３１０の運動量の変化を考慮することによって決定され得る。例えば、ローター３１０うちの第１のものは、最初にｙ軸のまわりの、および最終的にはｚ軸のまわりの角運動量（Ｌ）を有する。ローター３１０のうちの第１のものは、最初は、Ｌ_１Ｙの角運動量を伴ってｙ軸のまわりに正の方向に回転し、方位を変更して、Ｌ_２Ｚの角運動量を伴ってｚ軸のまわりに正の方向に回転する。従って、ローター３１０のうちの第１のものの角運動量の変化は、Ｌ_２Ｚ－Ｌ_１Ｙであると計算される。ローター３１０のうちの第２のものは、最初は、Ｌ_３Ｙの角運動量を伴ってｙ軸のまわりに正の方向に回転し、方位を変更して、－Ｌ_４Ｚの角運動量を伴ってｚ軸のまわりに負の方向に回転する。従って、ローター３１０のうちの第２のものの角運動量の変化は、－Ｌ_４Ｚ－Ｌ_３Ｙであると計算される。よって、ローター３１０の角運動量の全体の変化は、（Ｌ_２－Ｌ_４）Ｚ－（Ｌ_１＋Ｌ_３）Ｙであると計算され、積み荷支持構造体４２０に移動される総運動量は、（Ｌ_４－Ｌ_２）Ｚ＋（Ｌ_１＋Ｌ_３）Ｙであると計算される。

【0129】

各ローター３１０の角運動量の大きさが等しい場合、Ｌ_２＝Ｌ_４であり、従って、Ｌ_４－Ｌ_２＝０である。よって、正味の角運動量は、積み荷支持構造体４２０においてｚ軸のまわりに誘導されず、ｚ軸のまわりの運動量における不要な変化は、軽減される。Ｌ_１＝Ｌ_３であると、Ｌ_１＋Ｌ_３＝２Ｌ_１であるので、単一のローター３１０の運動量の２倍が、積み荷支持構造体４２０に移動され、よって、積み荷４１０は、ｙ軸のまわりに移動される。すなわち、積み荷４１０に移される運動量は、２Ｌ_１Ｙである。

【0130】

ローター３１０が方位を１８０度変更されるように、ジンバルがさらに回転され、ｙ軸のまわりに負の方向に回転する場合、運動量の別の２Ｌ_１Ｙが、積み荷４１０へと移動され、積み荷４１０に移動される総運動量は、４Ｌ_１Ｙになる。

【0131】

ジンバルが、第２の設定６００から、反対方向に運動量ホイール設定５００へと戻って回転される場合、－２Ｌ_１Ｙのさらなる運動量が、積み荷４１０に移動される。ローター３１０の方位が、第２の設定６００から運動量ホイール設定５００へもしくはこれを超えて共通する方向に変更される場合、等しくかつ反対の運動量が、積み荷支持構造体４２０へと各ローター３１０から移動されるので、運動量のさらなる変化は、積み荷支持構造体４２０において誘導されない。

【0132】

第２の設定６００において、ジャイロスコープモジュール１１０のジンバル３２０は、ローター３１０の方位が積み荷支持構造体４２０に対して変化することを防止するために、例えば、ロックを介してロックされ得る。ジンバル３２０がロックされていると、ジャイロスコープモジュール１１０は、ｙ軸のまわりで、積み荷支持構造体４２０、または積み荷４１０の回転に対して正味の抵抗を提供しない。これは、本明細書中以降、「フリーホイール設定」といわれる。

【0133】

特に、フリーホイール設定は、積み荷支持構造体４２０が回転される場合に、等しくかつ反対のトルクが、各ジャイロスコープモジュール１１０によって積み荷支持構造体４２０において誘導されれば達成される。例えば、フリーホイール設定は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０がｚ軸のまわりの、しかし反対方向に角運動量の同じ大きさを有する場合に達成され得る。

【0134】

いくつかの実施形態において、ローター３１０は、第２の設定６００において停止から加速される。ローター３１０を停止から加速する場合に、正味のトルクが、積み荷支持構造体４２０に適用されないように、例えば、実質的に等しいトルクが、ｚ軸のまわりに反対方向に各ローター３１０に適用される。

【0135】

図１２は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット７００の断面図である。ジャイロスコープユニット７００は、ロータークラッチ７１０およびジンバルクラッチ７２０を含む。ロータークラッチ７１０は、第１のモーター３１４がローター３１０と連動および連動解除することを可能にする。ジンバルクラッチ７２０は、第２のモーター３２４がジンバル３２０と連動および連動解除することを可能にする。

【0136】

いくつかの実施形態において、コントローラーは、ローター３１０および／またはジンバル３２０が自由に回転することを可能にすることによって、吊り下げられた積み荷の方位を、ロータークラッチ７１０および／またはジンバルクラッチ７２０を介して制御する。いくつかの実施形態において、コントローラー１２０は、ローター３１０における運動量が、積み荷４１０にトルクを付与することなく、例えば、空気抵抗を介して消費し得るように、ロータークラッチ７１０および／またはジンバルクラッチ７２０を連動解除する。

【0137】

ジャイロスコープユニット７００はまた、ローターロック７１５およびジンバルロック７２５を含む。ローターロック７１５は、ローター３１０の回転をロックし、ジンバルロック７２５は、ジンバル３２０の方位をロックする。いくつかの実施形態において、コントローラー１２０は、１もしくはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の方位を、ジンバルロック７２５を介してロックする、および／または１もしくはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の回転を、ローターロック７１５を介してロックすることによって、吊り下げられた積み荷の方位を制御する。

【0138】

積み荷支持構造体４２０に付与され得る運動量が制限されるので、さらなるジャイロスコープモジュール１１０またはジャイロスコープモジュール１１０の対は、積み荷４１０に、直接的または間接的に取り付けられ得る。

【0139】

図１３は、本発明の一実施形態に従う第３の設定８００の平面図である。第３の設定８００において、４つのジャイロスコープモジュール１１０は、図６および図７に示される積み荷システムに取り付けられる。

【0140】

４つのジャイロスコープモジュール１１０は、ジャイロスコープモジュール１１０の第１のセット８１０およびジャイロスコープモジュール１１０の第２のセット８２０として構成され得る。ジャイロスコープモジュール１１０の各セットは、反対方向に回転させる２つのジャイロスコープモジュール１１０を含む。ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第１のセット８１０のローター３１０の方位は、矢印８３０および矢印８４０によって示されるように、ｘ軸のまわりに反対方向で変更される。これは、矢印８５０および矢印８６０によって示されるように、ｙ軸のまわりに負の方向に積み荷支持構造体４２０においてトルクを誘導する。

【0141】

ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０は、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０が、積み荷支持構造体４２０の回転に抵抗しないように、例えば、各ジャイロスコープモジュール１１０のジンバル３２０を、例えば、ジンバルロック７２５を介してロックすることによって、フリーホイール設定において構成され得る。あるいは、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０のローター３１０の方位はまた、さらなるトルクを提供するために、ｘ軸のまわりに反対方向で変更され得るか、またはジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０は、各ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０が、方位を自由に変更して、積み荷支持構造体４２０の回転に抵抗し得るように、第２のモーター３２４から連動解除され得る。

【0142】

４つのジャイロスコープモジュール１１０が、これらが方位を自由に変更し得るように、第２のモーター３２４から連動解除される場合、その４つのジャイロスコープモジュールは、２つのジャイロスコープモジュール１１０より良好な積み荷４１０の方位の変更を、例えば、積み荷４１０の方位の変更に追加の抵抗を提供することによって軽減する。第３の設定８００でのジャイロスコープモジュール１１０の両方のセットはまた、回転に対する正味の抵抗を提供するジャイロスコープモジュール１１０なしで、積み荷支持構造体４２０がｙ軸のまわりに回転されることを可能にするように、フリーホイール設定においてロックされ得る。

【0143】

図１４は、本発明の一実施形態に従う第４の設定９００の平面図である。第４の設定８００において、４つのジャイロスコープモジュール１１０は、図６および図７に示される積み荷システムに取り付けられる。ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第１のセット８１０は、運動量ホイール設定５００にあり、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０は、第２の設定６００にある。第４の設定９００は、図１３に示されるとおりのジャイロスコープモジュール１１０のうちの第１のセット８１０のジンバル３２０の方位を変更することによって、第３の設定８００から到達され得る。

【0144】

ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０のローター３１０の方位は、矢印８７０および矢印８８０によって示されるように、ｘ軸のまわりに反対方向で変更される。これは、矢印８５２および矢印８６２によって示されるように、ｙ軸のまわりに負の方向で積み荷支持構造体４２０においてトルクを誘導する。従って、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８１０は、例えば、一旦ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第１のセット８２０が、所定の方向にさらなるトルクを生じることができなくなると、ｙ軸のまわりに積み荷支持構造体４２０のさらなるトルクを生じさせるために使用され得る。

【0145】

図１５は、本発明の一実施形態に従う第５の設定１０００の平面図である。第５の設定１０００において、４つのジャイロスコープモジュール１１０は、図６および図７に示される積み荷システムに取り付けられる。ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第１のセット８１０および第２のセット８２０は、ｙ軸のまわりに負の方向に回転するローターを伴う運動量ホイール設定５００にある。第５の設定１０００は、図１４に示されるように、ジャイロスコープモジュール１１０のうちの第２のセット８２０のジンバル３２０の方位を変更することによって、第３の設定８００から到達され得る。

【0146】

第５の設定１０００において、ジャイロスコープモジュール１１０は、ローター３１０の方位を１８０度変更することによって、ｙ軸のまわりに２Ｌの大きさまで、積み荷支持構造体４２０における運動量を各々誘導し得る。矢印８３４、矢印８４４、矢印８７４および矢印８８４は、矢印８５４および矢印８５６によって示されるトルクを誘導するジャイロスコープモジュール１１０の方位の変更を示す。従って、各ジャイロスコープモジュール１１０がＬの運動量を有する場合、４つのジャイロスコープモジュール１１０は、８Ｌの正味の最大運動量を積み荷支持構造体４２０に付与し得る。

【0147】

Ｌの運動量で運動量ホイール設定において各ジャイロスコープモジュール１１０を開始し、ジャイロスコープモジュール１１０の各々を同時に回転させることによって、より大きなトルクが、積み荷支持構造体４２０においておよびより長い持続期間にわたって誘導され得る。

【0148】

設定が２つまたは４つのジャイロスコープモジュール１１０で示されてきた一方で、任意の数のジャイロスコープモジュール１１０が、所望の最大トルクを達成するために使用され得る。好ましい実施形態において、ジャイロスコープモジュールは、積み荷４１０および／または積み荷支持構造体４２０の釣り合いがとれるように、配置される。例えば、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷４１０および／または積み荷支持構造体４２０の重力の中心に対して、釣り合いのとれたまたは対称的な設定において取り付けられる。好ましい実施形態において、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０は、不要な、ｚ軸のまわりの梁の縦揺れおよびｘ軸のまわりの梁の横揺れが軽減されると同時に、トルクがｙ軸のまわりに積み荷４１０へと付与されるように、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のグループにおいて対称的に再方位決定される。

【0149】

図１６は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット１１００の平面図である。ジャイロスコープユニット１１００は、先に記載されるように、ローター３１０およびジンバル３２０を含むジャイロスコープモジュール１１０、ケーシング３３０、取り付け手段３４０、第１のモーター３１４および第２のモーター３２４を含む。

【0150】

ジャイロスコープユニット１１００はまた、コントローラー１１２０を含む。コントローラー１１２０は、例えば、コントローラー１２０またはジャイロスコープユニット１１００がコントローラー１２０と通信することを可能にするデバイスであり得る。コントローラー１１２０は、第１のモーター３１４および／または第２のモーター３２４を制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御する。

【0151】

ジャイロスコープユニット１１００は、第１のモーター３１４、第２のモーター３２４およびコントローラー１１２０へと電力供給するために、第１のモーター３１４、第２のモーター３２４およびコントローラー１１２０に接続された電源１１１０を含む。電源１１１０は、ジャイロスコープユニット１１００内に、例えば、ローター３１０を妨げない場所であるジャイロスコープユニット１１００のケーシング３３０の区画の中に、位置する。いくつかの実施形態において、電源１１１０は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０内に位置する。よって、より軽いジャイロスコープユニット１１００が、ローター３１０の設定された重量のために構築され得る。

【0152】

ジャイロスコープユニット１１００は、ジャイロスコープモジュール１１０の状態を提供するために、コントローラー１１２０と通信状態にある１またはこれより多くのセンサ１１３０を含む。１またはこれより多くのセンサ１１３０は、例えば、カメラ、位置センサ（例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）クライアントおよび／または高度センサ）および／または回転センサ（例えば、加速度計）を含み得る。コントローラー１１２０は、例えば、１もしくはこれより多くのセンサ１１３０から受け取ったデータを使用して所定の方位へと、例えば、吊り下げられた積み荷４１０を自動的に方位決定し得る、および／または１もしくはこれより多くのセンサ１１３０から受け取ったデータを使用して、吊り下げられた積み荷４１０の動きの記録を生成し得る。いくつかの実施形態において、１またはこれより多くのセンサ１１３０は、ローター３１０の方位を測定するために方位センサおよび／または各ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の角速度を測定するために角速度センサを含む。例えば、方位センサおよび／または角速度センサは、第１のモーター３１４および／または第２のモーター３２４の一部を形成し得る。

【0153】

図１７は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュール１１０を制御するためのコントローラー１２０の模式図である。コントローラー１２０は、プロセッサ１２１０およびメモリ１２２０を含む。メモリ１２２０は、本明細書で記載される発明の種々の局面を行うために、プロセッサ１２１０によって実行され得るコンピューター読み取り可能なプログラムコード１２３０を含む。例えば、プロセッサ１２１０は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１２１０を制御することによって、積み荷の回転を制御するために、コンピューター読み取り可能なプログラムコード１２３０を実行し得る。

【0154】

いくつかの実施形態において、プロセッサ１２１０は、コンピューター読み取り可能なプログラムコード１２３０を実行して、入力に基づいて積み荷の回転を制御する。コントローラー１２０（図１７に示される）は、例えば、ユーザー（例えば、クレーンドライバーもしくは地上ベースのユーザー）からの入力を受け取るためのプロセッサ１２１０と通信状態にある入力デバイス１２４０を含む。しかし、いくつかの実施形態において、入力デバイス１２４０は、遠隔コントローラーである。コントローラー１２０（図１７に示される）はまた、ジャイロスコープモジュール１１０および他のデバイスと通信するために、通信デバイス１２５０を含む。

【0155】

いくつかの実施形態において、プロセッサ１２１０は、コンピューター読み取り可能なプログラムコード１２３０を実行して、ジャイロスコープモジュール１１０によってｙ軸のまわりのいずれかの方向において誘導され得る最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量を計算し、可能な最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量を、インジケーターを介してユーザーへと表示する。そのインジケーターは、例えば、光、ディスプレイまたはスケールであり得、例えば、入力デバイスまたは遠隔コントローラーに接しているクレーンオペレーターへと提供され得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ１２１０は、コンピューター読み取り可能なプログラムコード１２３０を実行して、最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量が閾値トルク、閾値角運動エネルギーおよび／または閾値運動量を下回っているかを決定するために、ならびにその最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量がその閾値を下回っている場合に、例えば、そのクレーンオペレーターに警告灯を表示する。

【0156】

いくつかの実施形態において、誘導され得る最大トルク、角運動エネルギーおよび／または運動量は、各ジャイロスコープモジュール１１０の測定される方位および角速度に基づいて計算される。図１８は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の方位に対してジャイロスコープモジュール３１０のローター３１０の方位を変更することによって、積み荷４１０に付与し得る最大角運動量の例示的なグラフ１３００を図示する。ここでローター３１０は、大きさＬの角運動量で回転しており、基準方位は、ローター３１０がｙ軸のまわりに正の方向に回転している状態である。

【0157】

グラフ１３００は、ローター３１０の方位を変更することによって、ｙ軸のまわりに正の方向に積み荷４１０に付与し得る最大角運動量を図示する第１のプロット（Ｙ＋）を含む。グラフ１３００は、ローター３１０の方位を変更することによってｙ軸のまわりに負の方向に積み荷４１０に付与し得る最大角運動量を図示する第２のプロット（Ｙ－）を含む。

【0158】

グラフ１３００から認められ得るように、ローター３１０が、ｙ軸のまわりに正の方向で回転している場合、角運動量の最大量は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０を再方位決定することによって、ｙ軸のまわりに正の方向で積み荷４１０に付与され得る。しかし、角運動量は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０を再方位決定することによって、ｙ軸のまわりに負の方向でその積み荷に付与され得ない。

【0159】

同様に、ローター３１０が、ｙ軸のまわりに負の方向で回転している場合、角運動量の最大量は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０を再方位決定することによって、ｙ軸のまわりに負の方向で積み荷４１０に付与され得る。しかし、角運動量は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０を再方位決定することによって、ｙ軸のまわりに正の方向でその積み荷に付与され得ない。

【0160】

ローター３１０がｚ軸のまわりに回転している場合、角運動量は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０を再方位決定することによって、ｙ軸のまわりにいずれかの方向で積み荷４１０に付与され得る。従って、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷４１０が、必要であれば、ｙ軸のまわりにいずれかの方向で回転され得るように、積み荷４１０を吊り上げる前に、ｚ軸のまわりに回転させるローター３１０とともに構成され得る。あるいは、より大きな角運動量がｙ軸のまわりに一方向で積み荷４１０に付与される必要がある場合、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷４１０を吊り上げる前に、その方向でｙ軸のまわりに回転するローター３１０とともに構成され得る。より大きな角運動量が積み荷４１０に付与されることを可能にするためのローター３１０のこのような偏りは、本明細書中以降、「プレローディング」といわれる。

【0161】

例えば、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷が地上にある間に、例えば、積み荷４１０を吊り上げる前または積み荷が新たな位置へと吊り上げられた後にその積み荷を引き離す前に、ジャイロスコープモジュール１１０を構成することによって、積み荷４１０の方位に影響を及ぼすことなく構成され得る。

【0162】

図１９は、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０の方位に対してジャイロスコープモジュール３１０のローター３１０の方位を変更することによって、積み荷４１０に適用可能なトルクの例示的グラフ１３５０を図示する。ここでローター３１０は、大きさＬの運動量で回転しており、その基準方位決定は、ローター３１０がｙ軸のまわりに正の方向で回転している状態である。

【0163】

グラフ１３５０は、角速度ω_ｇでジンバル３２０を回転させることによって、ローター３１０の方位を変更することによって適用可能なトルクを図示する。グラフ１３５０から認められ得るように、ローター３１０がｙ軸のまわりに回転している場合、トルクの最小量は、ｙ軸のまわりに積み荷４１０に適用され得る。そしてローター３１０がｚ軸のまわりに回転している場合、トルクの最大量は、ｙ軸のまわりに積み荷４１０に適用され得る。

【0164】

ジャイロスコープモジュール１１０は、従って、より大きな量のトルクが吊り上げの初期に必要とされる場合、例えば、積み荷４１０を吊り上げる前に、ｚ軸のまわりに回転するローター３１０とともに構成され得る。ｚ軸のまわりに回転するローター３１０を伴う設定は、本明細書中以降、「ニュートラル設定」といわれる。

【0165】

いくつかの実施形態において、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０は、ローター３１０を、予め定められた方向においてｙ軸のまわりに回転するように構成することによってプレロードされ、１またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０は、ｚ軸のまわりに回転するローター３１０を伴うニュートラル設定で構成される。例えば、予め定められた方向にプレロードされた１つのジャイロスコープモジュール１１０およびニュートラル設定で構成された１つのジャイロスコープモジュール１１０は、ｙ軸のまわりに予め定められた方向で３Ｌの最大角運動量およびｙ軸のまわりに反対方向でＬの最大角運動量を誘導し得る。

【0166】

以下の表１は、本発明のいくつかの実施形態に従う５つの例示的システムの特性を示す。その特性は、計算した積み荷４１０および積み荷支持構造体４２０の回転を含む。

【表1】

【0167】

以下の表２は、表１に記載される例示的システムのより多くの特性を示す。

【表2】

【0168】

以下の表３は、表１および表２に記載される例示的システムのより多くの特性を示す。

【表3】

【0169】

図２０は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット１４００の平面図である。ジャイロスコープユニット１４００は、ケーシング３３０およびこのケーシング３００に取り付けられた２つのジャイロスコープモジュール１１０を含む。ジャイロスコープモジュール１１０は、各々、コントローラー１２０によって独立して制御され得る。単一のケーシング３３０の中の２つのジャイロスコープモジュール１１０は、図８～１１に示される２つのジャイロスコープモジュール１１０の設定に類似の機能を行い得る。いくつかの実施形態において、２つより多くのジャイロスコープモジュール１１０が、１個のケーシングの中に含まれている。

【0170】

上記で記載される実施形態は、本発明の例を提供するものの、本発明の実施形態は、各ジャイロスコープモジュール中に１より多くのローターおよび／または１より多くのジンバルを含み得る。一例において、ジャイロスコープモジュールは、ローター３１０が２つまたは３つの方向で再方位決定され得るように、２つまたは３つのジンバルを含む。第２のモーター、ロックおよび／またはクラッチは、各軸のまわりにローターの方位を制御するために、各ジンバルに対して提供され得る。別の例では、ジャイロスコープモジュールは、ジンバル内に２つのローターを含む。第１のモーター、ロックおよび／またはクラッチは、各ローターの速度が個々に制御され得るように、各ローターに対して提供され得る。例えば、ローターは、正味のトルクが積み荷４１０に適用されないように、コントローラーによって反対方向に加速され得る。次いで、トルクは、コントローラー１２０を介してローターのうちの１つを減速することによって、積み荷４１０に適用され得る。ローターは、典型的には、ローターが加速され得るよりは速く減速され得るので、より大きなトルクが、運動量ホイール設定において積み荷に提供され得る。

【0171】

図２１は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法１５００の一般的フロー図である。いくつかの実施形態において、方法１５００は、システム１００において行われる。方法１５００は、以下の工程を包含する。

【0172】

工程１５１０において、方法１５００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を、吊り下げられた積み荷４１０に直接的または間接的に取り付ける工程を包含する。

【0173】

工程１５２０において、方法１５００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を、コントローラー１２０を介して独立して制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。一例において、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０は、吊り下げられた積み荷４１０にモーメントを付与するために、コントローラーを介して制御される。別の例では、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０は、吊り下げられた積み荷の方位を維持するために、コントローラー１２０を介して制御される。

【0174】

図２２は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法１６００の一般的フロー図である。方法１６００は、吊り下げられた積み荷４１０の回転を、この吊り下げられた積み荷に直接的または間接的に連結される２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を介して制御する。方法１６００は、以下の工程を包含する。

【0175】

工程１６１０において、方法１６００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のうちの各々のローター３１０の角速度を独立して制御することによって、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０の起動の間に、吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。

【0176】

工程１６２０において、方法１６００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のうちの各々のローター３１０の方位を独立して制御することによって、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０の起動後に、吊り下げられた積み荷の回転を制御する工程を包含する。

【0177】

図２３は、本発明の一実施形態に従う吊り下げられた積み荷の回転を制御するための方法１７００の一般的フロー図である。方法１７００は吊り下げられた積み荷の回転を、吊り下げられた積み荷４１０に直接的または間接的に連結される２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０を介して制御する。方法１７００は、以下の工程を包含する。

【0178】

工程１７１０において、方法１７００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のうちの１またはこれより多くを介して、吊り下げられた積み荷４１０の回転の第１の部品を制御する工程を包含する。

【0179】

工程１７２０において、方法１７００は、２またはこれより多くのジャイロスコープモジュール１１０のうちの異なる１またはこれより多くを介して、吊り下げられた積み荷４１０の回転の第２の部品を制御する工程を包含する。

【0180】

例えば、上記で考察されるように、ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０がある特定の方位に一旦達したら、ローター３１０は、運動量を吊り下げられた積み荷４１０に、ｙ軸のまわりに一方向に付与し得るに過ぎない。ｙ軸のまわりに他の方向にさらなる運動量が必要とされる場合、別のジャイロスコープモジュール１１０が、この運動量を付与するために使用され得る。

【0181】

図２４は、資材管理システム、および特に、本発明の一実施形態に従う積み荷管理システム１８００を図示する。資材／積み荷管理システム１８００は、１またはこれより多くのセンサ１８２０、スケジューラー１８３０および１またはこれより多くのモニタリングシステム１８４０と通信状態にあるプロセッサ１８１０を含む。

【0182】

１またはこれより多くのセンサ１８２０は、例えば、積み荷認識センサ、状況認識センサ、位置センサおよび／またはモーションセンサを含む。１またはこれより多くのセンサ１８２０は、例えば、ジャイロスコープユニット上に、積み荷支持構造体上に、クレーン上に、積み荷の集荷／荷下ろし場所で、および／あるいは現場、港湾または他の適用可能な領域もしくは操縦の環境にある他の場所に、位置し得る。

【0183】

プロセッサ１８１０は、１またはこれより多くのセンサ１８２０からデータを受け取って処理し、その処理されたデータは、例えば、現場、港湾などでの安全性および／または進捗および／または生産性をモニターし、プロジェクト計画および／または作業活動および資材フローのスケジュールを更新するために使用される。

【0184】

スケジューラー１８３０は、１またはこれより多くのスケジュール（例えば、建築現場、港湾またはプロジェクトに関して）を、プロセッサ１８１０によって処理された１またはこれより多くのセンサ１８２０からのデータに基づいて更新する。

【0185】

１またはこれより多くのモニタリングシステム１８４０は、１またはこれより多くのディスプレイを介して、またはプロセッサ１８１０から、前記資材／積み荷の制御または現場での動きのモニタリングのための他のシステムへとデータを入力することによって、自動的または手作業でのモニタリングを提供する。例えば、１またはこれより多くのモニタリングシステム１８４０は、現場での安全性、プロジェクトの進捗および現在の積み荷の状態のモニタリングおよび／または制御のために使用され得る。

【0186】

いくつかの実施形態において、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くは、モバイルコンピューティングデバイス（例えば、タブレット、スマートフォンまたはラップトップ型コンピューター）である。しかし、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くは、センサのうちの１またはこれより多くに基づいてプロセッサ１８１０によって処理されるデータを表示および／または使用する任意のコンピューティングデバイスを含み得る。

【0187】

モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くは、現場、プロジェクトおよび／または積み荷に関する関連情報を、例えば、現場監督に、現場エンジニア、プロジェクトスケジューラー、クライアント、輸送会社、運送業者、雇われ業者、税関職員またはクレーン製造業者に対して表示することによって、現場およびプロジェクトを管理するために使用され得る。これは、ロジスティクスの各レベルに関与する関係者がそのシステムによって調整されることを可能にする。いくつかの実施形態において、クレーンの使用がモニターされることを可能にするために、雇われ業者もしくはクレーン製造業者に整理された報告書が提供される。

【0188】

図２５は、本発明の一実施形態に従う資材、および特に積み荷認識方法１９００を図示する。方法１９００は、以下の工程を包含する。

【0189】

工程１９１０において、方法１９００は、プロセッサを介して、積み荷の詳細を１またはこれより多くのセンサから受け取る工程を包含する。例えば、プロセッサは、プロセッサ１８１０であり得、積み荷の詳細を、１またはこれより多くの積み荷認識センサ１８２０から受け取り得る。積み荷認識センサとしては、例えば、写真測量的認識を使用して積み荷を識別するカメラ、積み荷と関連するコード（例えば、バーコードもしくはクイックレスポンス（ＱＲ）コード）を読み取るコードリーダー、および／または積み荷と関連するＲＦＩＤタグを読み取る無線識別（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＲＦＩＤ）リーダーが挙げられ得る。いくつかの実施形態において、カメラは、吊り上げの前、その間および／またはその後に積み荷を見るために、クレーン上にある。

【0190】

工程１９２０において、方法１９００は、前記プロセッサを介して、１またはこれより多くのセンサからの詳細と、１またはこれより多くの積み荷識別子とを比較して、その積み荷を識別する工程を包含する。例えば、積み荷識別子は、現場、港湾などへのまたはそこからの１もしくはこれより多くの輸送貨物に関する項目、ＲＦＩＤコード、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、または積荷目録もしくはトラック運送状の１またはこれより多くの三次元モデルを含み得る。いくつかの実施形態において、積み荷識別子は、プロセッサと通信状態にあるデータベースの中に保存される。例えば、データベースは、プロジェクトにおけるまたは現場での各項目に関する識別子を含む。

【0191】

図２６は、本発明の一実施形態に従うスケジュール作成方法２０００を図示する。方法２０００は、以下の工程を包含する。

【0192】

工程２０１０において、方法２０００は、プロセッサを介して、積み荷の詳細を１またはこれより多くのセンサから受け取る工程を包含する。例えば、プロセッサは、プロセッサ１８１０であり得、１またはこれより多くのセンサ１８２０から積み荷の詳細を受け取り得る。

【0193】

工程２０２０において、方法２０００は、前記プロセッサを介して、１またはこれより多くのセンサからの積み荷の詳細に基づいて、積み荷の位置および／または動きを決定する工程を包含する。

【0194】

工程２０３０において、方法２０００は、積み荷の位置および／または動きに基づいて、１またはこれより多くのプロジェクト計画および／またはスケジュールを更新する工程を包含する。いくつかの実施形態において、１またはこれより多くのスケジュールは、積み荷の識別、および例えば、センサ１８２０からプロセッサ１８１０によって受け取って処理された他のデータ（例えば、積み荷の位置）に基づいて更新される。例えば、１またはこれより多くのスケジュールは、積み荷が現場にある位置から吊り上げられているか、または現場のある位置に降ろされているかを示すために更新され得る。いくつかの実施形態において、スケジューラー１８３０は、例えば、安全性の問題を軽減するために、ならびに／あるいは資源の最適な利用を提供するために、ならびに／あるいは現状および／またはプロジェクトの相対的な進捗を決定するために、その更新されたスケジュールに基づいて、現場またはプロジェクト計画での作業を自動的に更新する。

【0195】

図２７は、本発明の一実施形態に従うモニタリング方法２１００を図示する。方法２１００は、以下の工程を包含する。

【0196】

工程２１１０において、方法２１００は、プロセッサを介して、積み荷の詳細を１またはこれより多くのセンサから受け取る工程を包含する。例えば、プロセッサは、プロセッサ１８１０であり得、１またはこれより多くのセンサ１８２０から積み荷の詳細を受け取り得る。

【0197】

工程２１２０において、方法２１００は、前記プロセッサを介して、１またはこれより多くのセンサからの積み荷の詳細に基づいて、積み荷の位置および／または動きを決定する工程を包含する。例えば、１またはこれより多くのモニタリングシステムは、１またはこれより多くのモニタリングシステム１８４０であり得る。

【0198】

工程２１３０において、方法２１００は、１またはこれより多くのモニタリングシステムを介して、積み荷の位置および／または動きを表示する工程を包含する。いくつかの実施形態において、積み荷が一旦識別されると、プロセッサ１８１０は、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くを介して、位置センサおよび／またはモーションセンサ１８２０のうちの１またはこれより多くからのデータに基づいて、積み荷の位置および／または動きを出力する。これは、積み荷が現場、港湾などのまわりで追跡されることを可能にする。

【0199】

いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くを介して、積み荷およびリフトに関連する情報（例えば、リフトの集荷時間および集荷位置、吊り上げている間の積み荷の経路、リフトの荷下ろしの時間および荷下ろしの位置、集荷時の積み荷の方位、吊り上げている間中の積み荷の方位、荷下ろしのときの積み荷の方位、吊り上げてから荷下ろすまでの時間、積み荷が集荷から荷下ろしまで三次元で移動した距離、積み荷が移動する場所のリフトの継続期間、積み荷が静止している場所でのリフトの継続期間、使用される／許容される回転の量、ならびに／または吊り上げている間に受け取った手作業入力の量が挙げられる）を決定および出力する。

【0200】

いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、スケジューラー１８３０から情報（積み荷のタイプ、例えば、本体工事、臨時作業、がらくた、建設機械、乗用ケージ；積み荷の重量；または積み荷の動きの方向（例えば、地面もしくは輸送機から仕事場への、または仕事場から地面もしくは輸送機への）が挙げられる）を受け取る。プロセッサ１８１０は、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くを介して、この情報を、現場および積み荷の吊り上げの局面の改善されたモニタリングを可能にするために他の情報とともに出力し得る。例えば、積み荷の重量は、上記の積み荷識別およびデータベース中に保存された積み荷のプロジェクトデータに基づいて、または積み荷を支持するフック、吊り上げ梁もしくはリギング（ｒｉｇｇｉｎｇ）に取り付けられたセンサ（例えば、ロードセル）を介して決定される。いくつかの実施形態において、センサ１８２０のうちの１またはこれより多くに基づいてプロセッサ１８１０を介して決定された重量は、積み荷の同一性を決定する一助とするために、および／または積み荷に変化があるか否かを決定するために、データベースの中の重量と比較される。これは、積み荷に関する不正（例えば、積み荷の一部の落下、または人々の積み荷の一部の除去もしくは盗難）が検出されることを可能にし得る。

【0201】

図２８は、本発明の一実施形態に従う資材管理方法２２００を図示する。方法２２００は、以下の工程を包含する。

【0202】

工程２２１０において、方法２２００は、プロセッサを介して、作業活動および資材フローに関するデータ（例えば、積み荷の詳細および／または周りの環境）を、１またはこれより多くのセンサから受け取る工程を包含する。例えば、プロセッサは、プロセッサ１８１０であり得、積み荷の詳細および／または周りの環境を、１またはこれより多くのセンサ１８２０から受け取り得る。

【0203】

１またはこれより多くのセンサは、例えば、状況認識センサ（例えば、カメラ、風速および風向センサ、熱画像化、光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）、超音波距離測定、ならびに／または動きおよび／もしくは位置センサ（例えば、回転および／もしくは線形加速度計、ならびに／またはグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）デバイス）を含み得る。

【0204】

工程２２２０において、方法２２００は、前記プロセッサを介して、作業活動および資材フローに関するデータに基づいて、安全性および生産性情報を生成する工程を包含する。作業活動および資材フローに関するデータに基づく安全性および生産性情報としては、以下が挙げられ得るが、これらに限定されない：前記１またはこれより多くのセンサから受け取った積み荷の詳細および周りの環境に基づく、周りの環境の三次元マップ。いくつかの実施形態において、データベースは、例えば、構造体が建築されるおよび項目が動かされる場合に、そのプロジェクトまたは現場の三次元マップとともにリアルタイムで更新される。

【0205】

工程２２３０において、方法２２００は、前記プロセッサを介して、生成した安全性および生産性情報と、作業活動および資材フローの既存のプロジェクト計画およびスケジュールとを比較する工程を包含する。例えば、工程２２３０は、積み荷の位置および／または回転と、周りの環境のマップとが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、積み荷認識センサおよび／またはデータベースから、積み荷の形状およびサイズを決定する。

【0206】

工程２２４０において、方法２２００は、前記プロセッサを介して、プロジェクト計画および作業スケジュールの現状および相対的進捗を決定する工程を包含する。例えば、工程２２４０は、積み荷の安全な動きを含み得るが、これに限定されない。例えば、プロセッサ１８１０は、データベースの中の情報に基づいて、他の物体および構造体を回避するための積み荷の安全な経路を自動的に決定し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、上記のコントローラーであるか、または積み荷の吊り上げを制御するために、コントローラーの１もしくはこれより多くの機能を行う。プロセッサはまた、積み荷の詳細および／または周りの環境を使用して、潜在的な危険および／またはインシデントを決定し得る。例えば、プロセッサ１８１０は、状況認識センサ１８２０からのデータを処理し、集荷および／もしくは荷下ろしのときにその領域にいる人々の数、吊り上げている間に積み荷の経路への人々の近さ、荷下ろしの間の積み荷への人々の近さ、他の構造体もしくは装置への最も近い接近方法、積み荷もしくは積み荷支持構造体と他の物体との間の任意の衝突からの最大加速または衝撃、吊り上げる間の種々の位置もしくは高度での風の状態、ならびに／あるいは吊り上げている間に使用される最大出力トルクのような情報を決定する。

【0207】

いくつかの実施形態において、状況認識センサ１８２０からのデータは、安全性管理のために、例えば、危険を回避し、情報を提供して、安全な作業システムの設定、および／または危険を軽減する制御を可能にするためにプロセッサ１８１０によって使用される。いくつかの実施形態において、安全な作業システムおよび制御は、プロセッサ１８１０およびプロセッサ出力情報によって、１またはこれより多くのモニタリングシステムを介して、現場での安全性システムおよび制御に伴うコンプライアンスに関して、アクセスされる。センサを介する作業の実行のこのような詳細な追跡は、作業のパフォーマンス、ならびに安全性システムおよび軽減に関するコンプライアンスおよび効率のモニタリングのリアルタイム可聴性モニタリングを可能にする。

【0208】

一例において、コンピューター読み取り可能なコードの構成要素は、全ての積み荷の動きおよび吊り下げられている間に１またはこれより多くの積み荷に最も近接している職員を追跡するために、プロセッサ１８１０によって実行される。プロセッサ１８１０は、センサのうちの１またはこれより多く（例えば、カメラ）によって捕捉される画像を自動的に分析して、１またはこれより多くの吊り下げられた積み荷に対する職員の位置を決定する。例えば、プロセッサ１８１０は、前記センサのうちの１またはこれより多くから画像を受け取って、位置を決定する場合に、その画像を検索する。プロセッサ１８１０は、リアルタイム警告を、例えば、職員が吊り下げられた積み荷のあまりに近くに／下に立っているという、またはクレーンが職員の上で積み荷を動かしているという安全規則の不履行をモニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くを介して送る。

【0209】

工程２２５０において、方法２２００は、前記プロセッサを介して、更新されたプロジェクト計画および作業スケジュールを生成する工程を包含する。

【0210】

いくつかの実施形態において、報告書は、プロセッサ１８１０を介して、定期的に、例えば、１時間に１回、１日に１回、もしくは１週間に１回、または要求に応じて、自動的に生成される。コンピューター読み取り可能なコードの構成要素は、センサ１８１０から受け取ったデータを自動的にソートし、かつ安全規則の非遵守のインシデントおよび期間を決定するために、プロセッサ１８１０によって実行される。

【0211】

いくつかの実施形態において、プロジェクトの概算およびスケジュールは、センサまたは手作業による入力から決定される量（例えば、課せられた仕事に割り当てられる職員の数および反復作業に関する概算されるサイクルタイム）に基づいて、プロセッサ１８１０を介して自動的に生成される。

【0212】

いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、積み荷レベルによって詳細な積み荷での、またはクレーンレベルによってクレーンでの、または訓練レベルでの計画された速度と比較して、実際の生産速度のパフォーマンスの自動化分析および整理を行う。例えば、いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、集荷、移動および／もしくは荷下ろしに関するサイクルタイム、ならびに／またはリフトの各ステージに関与する職員の数を測定するために、１またはこれより多くのセンサからのデータを使用する。いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、その測定されたサイクルタイムおよび／または吊り上げの各段階に関与する職員の数と、その計画されたもしくは割り当てられた量とを比較し、異常がある場合には、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くに警告を自動的に送る。いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、無駄な動きおよび／または過剰な職員が存在するか否かを決定し、過剰な時間および／もしくは過剰な職員が存在すれば、モニタリングシステム１８４０のうちの１またはこれより多くに警告を自動的に送る。例えば、過剰な動きとしては、構造体および装置を飛び越えるために必要とされる高さと比較して、積み荷の過剰な垂直移動、集荷から荷下ろしまでの最短経路と比較して、過剰な水平移動および／または地面もしくは輸送機へ戻された積み荷（これが計画の一部ではなかった場合）が挙げられ得る。過剰な職員は、その課せられた仕事に割り当てられた職員と比較して、集荷および／または荷下ろしのときの領域にいる過剰な職員が挙げられ得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ１８１０は、計画外のグループもしくは輸送機へ返却された積み荷に旗印を付ける。プロセッサ１８１０はまた、例えば、クレーン利用に関するデータおよび／またはより適切な使用のためにクレーンを配置転換する可能性を提供するために、ならびに／あるいは維持管理スケジュールを最適化して、装置の有効年数を最大化しかつ休止時間を最小化するために、クレーンのサイズ／能力と比較して、吊り上げられる積み荷の代表的な重量を記録し得る。

【0213】

図２９は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット２３００を図示する。ジャイロスコープユニット２３００は、１またはこれより多くのソケットまたは凹部２３１０を含み、その中にセンサモジュール２３２０が設置され得る。各センサモジュール２３２０は、１またはこれより多くのセンサを含む。示される実施形態において、ソケット２３１０は、ジャイロスコープユニット２３００の角に隣接して位置する。ローターがすれすれに通るジャイロスコープユニット２３００の内部の容積は、典型的には球形である。従って、空間は、ソケット２３１０を、立方型のジャイロスコープユニット２３００の角に隣接して位置させることによって保存され得る。

【0214】

図２９は、ジャイロスコープユニット２３００の頂部もしくは底部で全て一方向を指し示すソケットを示す一方で、他の実施形態において、ジャイロスコープユニットは、例えば、ジンバル／ローター／モーターがすれすれに通る容積がないように、ジャイロスコープユニット２３００の側面のうちのいずれか１またはこれより多くのソケットを含み得る。いくつかの実施形態において、ソケットはまた、ジャイロスコープユニット２３００を一緒に、例えば、並んでもしくは一方が別のものの頂部に結合するための迅速取り付け点として機能する。

【0215】

センサモジュール２３２０は、適用に応じて構成され得る。例えば、下向きのセンサを含むセンサモジュール２３２０は、ジャイロスコープモジュール２３００の底部にあるソケット２３１０の中に構成され得る。

【0216】

いくつかの実施形態において、センサ処理モジュール２３３０は、図２９に示されるように、ジャイロスコープユニット２３００の側面に固定される。センサ処理モジュール２３３０は、１またはこれより多くのセンサおよび／またはジャイロスコープユニット２３００のセンサからのデータを分析するためのプロセッサを含み得る。

【0217】

いくつかの実施形態において、処理されたデータは、プロジェクトまたは現場をスケジュール作成およびモニターするために使用され得るように、例えば、ワイヤレスでサーバーまたはクラウドへと送られる。いくつかの実施形態において、処理されたデータおよび／またはセンサデータは、センサ処理モジュール２３３０の保存デバイスに保存され得、分析のために後のときにダウンロードされ得る。

【0218】

図３０は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープユニット２３００のためのワイヤレス充電器２４００を図示する。ワイヤレス充電器２４００は、送信機２４２０に接続された電源２４１０を含む。送信機２４２０は、例えば、クレーン上に、または使用中のジャイロスコープユニット２３００の近くの別の位置に位置し得る。ジャイロスコープモジュール２３００は、送信機２４２０から電力を受け取りかつジャイロスコープユニット２３００のバッテリー２３６０を充電する受信機２３５０を含む。例えば、受信機２３５０は、電磁波を介して送信機２４２０から電力を受け取る。送信機２４２０が受信機２３５０の近くにある（短距離充電）場合、電力は、例えば、誘導結合、容量性結合または電磁的動的結合を介して送られ得る。送信機２４２０が受信機２３５０から遠い（長距離充電）場合、電力は、例えば、マイクロ波または光の波を介して送られ得る。

【0219】

いくつかの実施形態において、送信機２４２０は、クレーンのブームの先端近くに位置し、電源２４１０は、クレーンの電源である。ジャイロスコープユニット２３００は、例えば、積み荷支持構造体を引き揚げることによって、バッテリー２３６０を充電するために、リフトの間の送信機２４２０へと距離を詰めて動かされ得る。

【0220】

いくつかの実施形態において、送信機２４２０は、吊り上げている間にジャイロスコープユニット１９００を充電する。ジャイロスコープユニット２３００のこのような規則的な充電は、ジャイロスコープユニット２３００が操縦の間にバッテリー充電を維持することを可能にし、ジャイロスコープユニット２３００を、充電するために積み荷支持構造体もしくはクレーンから接続を切る必要性を軽減する。規則的な充電の使用はまた、ジャイロスコープユニット２３００におけるバッテリーに必要とされるサイズおよび重量を低減する。

【0221】

代替の実施形態において、ソース端末（ｓｏｕｒｃｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）は、ブーム先端に位置し、ジャイロスコープユニット２３００の受信機端末は、ジャイロスコープユニット２３００を充電するためにソース端末と接触した状態にされる。例えば、ソース端末は、ジャイロスコープユニット２３００を含む積み荷支持構造体をリフトの間に引き揚げることによって、受信機端末と接触した状態にされる。

【0222】

図３１は、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュールのローター２５００を図示する。ローター２５００は、ローター２５００を加速および減速するためのモーター２５１０（モーターステーター２５２０およびモーターローター２５３０を含む）ならびにモーター２５１０に電力供給するための１またはこれより多くのバッテリー２５４０を含む。ローター２５００はまた、モーター２５１０を制御して、ローター２５００の速度を制御するためのコントローラー２５５０および電力を受け取って、１またはこれより多くのバッテリー２５４０を充電するための受信機２５６０を含む。

【0223】

いくつかの実施形態において、ジャイロスコープユニット２３００の別の部分は、受信機２５６０を含み、ローター２５００の中の１またはこれより多くのバッテリー２５４０に１またはこれより多くのスリップリングを介して電気的に接続される。

【0224】

類似の設定が、ジンバルを駆動するモーターと関連する１またはこれより多くのバッテリーを充電するために使用され得る。

【0225】

図３２および３２Ａは、本発明の一実施形態に従うジャイロスコープモジュールのローター２６００を図示する。ローター２６００は、前記ローター２６００の慣性モーメントを変動させるために、コントローラー１２０によって制御され得る再配置可能な重りを含む。示される実施形態において、その重りは、バッテリー２６１０である。バッテリー２６１０は、モーター２６２０に電力供給するために、モーターローター２６３０のコイル２６２０に接続される。バッテリー２６１０は、図３２Ａに示されるように、慣性モーメントを増大させるために、ローター２６００の周辺に向かって再配置され得るか、または図３２に示されるように、慣性モーメントを低減するためにローター２６００の軸に向かって再配置され得る。

【0226】

ローター２６００の慣性モーメントの低減は、ローター２６００の速度を増大させる一方で、ローター２６００の慣性モーメントの増大は、ローター２６００の速度を低下させる。これは、例えば、制動（例えば、回生制動）の効率を改善するために、ローター２６００の速度が制御されることを可能にする。いくつかの実施形態において、ローター２６００の速度は、例えば、ローター２６００の速度を増大させて、空気抵抗を介するエネルギー喪失を増大させることによって、エネルギーが環境に対してより迅速に喪失されることを可能にする。いくつかの実施形態において、ローター２６００は、エネルギーがより迅速に喪失されることを可能にする変数空気抵抗を有する。環境へのエネルギーの喪失は、ローター２６００が積み荷にトルクを付与することなく減速されることを可能にする。次いで、ローター２６００は、積み荷にトルクを付与して、ローター２６００を加速し得る。このプロセスをローター２６００の複数のセットで繰り返すと、連続モーメントが、ローターを遅らせるまたは停止させることによって積み荷に付与されることを可能にし得、ローターを再構成し、次いで、ローター２６００を、前記それぞれのモーターを介して加速し得る。

【0227】

図３３および図３４をここで参照する。これらの図は、それぞれ、本発明の別の実施形態に従うジャイロスコープモジュール２７００の平面図および側面図を示す。ジャイロスコープモジュール２７００は、ローター３１０、取り付け手段３４０、第１のモーター３１４、第２のモーター３２４、コントローラー１１２０、第１のモーター３１４、第２のモーター３２４およびコントローラー１１２０に接続された電源１１１０、ならびに先に記載されるように、コントローラー１１２０と通信状態にある１またはこれより多くのセンサ１１３０を含む。

【0228】

ジャイロスコープモジュール２７００は、２部品ケーシングを含む。ローター３１０は、ローター３１０の外径を覆ってかつローター３１０の縁に最小のクリアランスを設けてしっかりと取り付けられたスリムラインローターケーシング２７２０の中に設置される。ローターケーシング２７２０は、ジンバルとして作用し、外側ケーシング２７３０に対してピボットする。よって、この実施形態において、そのスリムラインケーシング２７２０は、ローター３１０とともにピボットする。

【0229】

ローターケーシング２７２０は、ローター３１０を収容するために任意の適した形状（例えば、円形もしくは矩形）であり得る。矩形のローターケーシング２７２０に関して、ローター閉じ込めの外側および外側ケーシング２７３０の内側の角は、機械類、バッテリー、ならびに計算モジュールおよび通信モジュールのために使用される。

【0230】

２つより多くのローター３１０との吊り上げ梁組み立てのために、外側ケーシング２７３０およびローターモジュールは、ケーシング２７２０、２７３０が、吊り上げ梁が使用中でない場合に、梁に対してたたみ込むように、リンク機構もしくはアームを有する吊り上げ梁から支持される。リンク機構は、代わりに入れ子式の支持体の形態にあり得る。

【0231】

梁とモジュールとの間のリンク機構は、そのモジュールと梁との間で必要とされるクリアランスに依存して、手作業で調節され得るか、機械的に電力供給され得るか、電力供給されかつ自動的に延ばしたり引っ込めたりされ得る。各端部に１つのモジュール２７００を有する吊り上げ梁に関しては、ケーシング２７３０は、梁の端部にあるソケットの中に据え付けられた単純なシャフト上にあり得る。外側ケーシング２７３０の側面は、リフト間で太陽エネルギーを捕らえることによって、増大したバッテリー寿命を提供するために、太陽電池（ＰＶ）の取り付けのための位置を提供する。

【0232】

ピボットするケーシングを含むジャイロスコープモジュール２７００は、ピボットしないケーシングの中に収容されているローターを超える多くの利点を有する。例えば、ピボットするケーシングは、職員（例えば、クレーンオペレーター、およびその領域にいる他の人）に視覚信号を提供する。出力されたモーメントおよび残っているモーメントは、ローター角度に比例するので、オペレーターがローターの角度的位置を常時よく知っておくことは、極めて重要である。ローター３１０およびケーシング２７２０が一緒にピボットする場合、そのオペレーターは、画面上のいかなるインジケーターをも参照することなく、吊り上げ梁および／または積み荷を見ている間に位置をモニターし得る。オペレーターの技量および制御を改善することに関して、顕著な利点がある。さらに、積み荷付近にいる任意の他の人々は、例えば、方位および残っているモーメント容量に関して積み荷が何を行うかに関する即座のフィードバックを有する。

【0233】

ケーシングをピボットすることで、必要とされる空間が低減される。ピボットしないケーシングに関しては、ケーシングのサイズは、三次元でローター３１０の直径によって調節される。例えば、１ｍ直径のローターは、１ｍ直径の球体に等しい最小ケーシングサイズ、またはより実際的には、一辺が１ｍの立方体を必要とする。１ｍ直径のローターに対するピボットするケーシングは、１ｍ×１ｍ×２００～３００ｍｍであり得る。ケーシング２７２０、２７３０は、格納および輸送のために梁に対してたたみ込まれる場合、必要とされる空間は、さらに低減される。４ローターのシステムおよび３００ｍｍ幅の吊り上げ梁に関しては、ピボットしない組み立て体の全体的な幅は、２．３ｍである。ピボットする組み立て体は、２００ｍｍ幅のケーシングに対して７００ｍｍであり得る。

【0234】

ピボットするケーシングは、必要とされる強度を低減する。ケーシング２７２０は、ローター、ベアリングもしくはシャフトの構造的故障という事象において、空転しているローター３１０を含んでいなければならない。ローター３１０がケーシングの内部でピボットしていれば、立方体ケーシングの全６面および球形ケーシングの表面全体は、高速で回転している物体の主要な不調に由来する衝撃および摩損に耐えることができなければならない。ケーシング２７２０が、ローター３１０とともにピボットすれば、ケーシング２７２０の外径のみ、すなわち、ケーシング全体とは対称的に高強度の狭い帯域が強い力を受けやすい。

【0235】

ピボットするケーシングは、例えば、検査および維持管理目的のための、より容易な接近路を提供する。ピボットしないケーシングでは、ある種の維持管理可能な構成要素は、ケーシングのかなり内側にあるので、検査および維持管理のために側面に大きな開口部を要する。ピボットするケーシングに関しては、外部から数ミリメートルより大きな構成要素はない。すなわち、接近開口部は、遙かに小さいものであり得る。

【0236】

ピボットするケーシングを含むジャイロスコープモジュール２７００は、バッテリー内蔵型ローター設定（ｂａｔｔｅｒｙ－ｉｎ－ｒｏｔｅｒ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ）を含むある範囲のモーター－バッテリー－ロータータイプと適合する。別の利点は、ケーシングおよび梁全体が、梁がリフト間の待機モードにある間に、自動的にそれ自体を方位決定して、最大の太陽放射を得ることである。

【0237】

クレーン操縦を利用するプロジェクトはしばしば、全ての作業員に重要な情報（例えば、緊急警報を含む安全性のメッセージ）を即座に連絡する方法および手段に乏しい。いくつかの実施形態によれば、本発明のシステムおよび方法は、本発明がその一部であるクレーン操縦およびクレーン操縦がその一部であるプロジェクトの中で以前には存在していなかった視点を作り出すことによって、この問題に対処するか、または少なくとも改善する。

【0238】

本発明のこのような実施形態は、ジャイロスコープモジュールの可聴および／または見える範囲内の人々に出力または広めるための、コントローラー１２０からジャイロスコープモジュールへと送られているデータを含む。例えば、図３３および図３４に言及すると、ジャイロスコープモジュール２７００は、オーディオビジュアル通信システム２７５０（例えば、１またはこれより多くのディスプレイ、例えば、耐候性フラットスクリーンデジタルディスプレイ／モニター）および１またはこれより多くの拡声器を含む。そのオーディオビジュアル通信システム２７５０は、ジャイロスコープモジュール２７００の外側ケーシング２７３０のうちの１またはこれより多くの外表面に取り付けられ得る。そのモジュール内からの電力および／データ供給の取り付けおよび提供の手段は、操縦要件に合うようにオーディオビジュアル通信システム２７５０が容易に取り付けられかつ外されることを可能にするバネ留めカバー付きの例えば、迅速取り外し台および電力／データソケットを介し得る。

【0239】

オーディオビジュアル通信システムからの出力の例としては、プロジェクトワイド通常放送（ｐｒｏｊｅｃｔ－ｗｉｄｅ ｒｅｇｕｌａｒ ｂｒｏａｄｃａｓｔ）（例えば、ジャイロスコープモジュールの可聴および／または目に見える範囲内の全てのプロジェクトスタッフに広められるプロジェクト指揮者によって記録される１週間に１回のメッセージ、ならびに課せられた仕事に関連する要点および情報）が挙げられる。例えば、オーディオビジュアル通信システムは、情報（例えば、図面、３Ｄモデル、部品リスト、作業方法／一覧表（ｓｔａｔｅｍｅｎｔ））を表示するために、地上に近いレベルにまで下げられ得る大型ディスプレイを含み得る。そのディスプレイはまた、現場内会議のために使用され得る。オーディオビジュアル通信システムからの他の出力は、安全性または緊急状況（例えば、緊急避難警告および／または指示）に関し得る。

【0240】

よって、本発明の実施形態は、先行技術の前述の問題のうちの１またはこれより多くに対処するかまたは少なくとも改善する。本発明の実施形態は、積み荷に直接的または間接的に取り付けられ得るジャイロスコープモジュール１１０を提供する。これは、ジャイロスコープモジュール１１０が、ユーザーによって望ましい場合におよび積み荷の重量を支持することをも要するジャイロスコープユニットなしで、積み荷または積み荷支持構造体上に構成されることを可能にする。例えば、さらなるジャイロスコープモジュール１１０は、強風のときに、またはより大きなトルクが必要とされる場合に加えられ得る。ジャイロスコープユニットの数および／または積み荷支持構造体もしくは積み荷の上のジャイロスコープユニットの設定はまた、積み荷および／または積み荷支持構造体の釣り合いをとる、クレーンと積み荷支持構造体との間のクリアランスを提供する、所望のセンサ設定を達成する、ならびに／あるいはクレーンの吊り上げ重量を最小化すると同時に所望の回転制御を達成するために選択され得る。

【0241】

ジャイロスコープモジュール１１０は、ジャイロスコープモジュール１１０が種々の設定で容易に構成され、および種々の設定間の移り変わりを可能にするコントローラー１２０によって独立して制御される。

【0242】

例えば、本発明のいくつかの実施形態において、ジャイロスコープモジュール１１０は、起動の間の運動量ホイール設定で構成されることによって、スイッチを入れたら即座に出力モーメントを提供し得る。各ジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０が所望の角速度に到達する場合、ジャイロスコープモジュール１１０は、利用可能なトルクを最大にするために、第２の設定へと再方位決定され得る。あるいは、いくつかの実施形態において、２つのジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷にトルクを適用することなく、第２の設定において反対方向を起動する。

【0243】

さらに、ジャイロスコープモジュール１１０は、積み荷の不要な横揺れまたは縦揺れを誘導することなく、再方位決定され得る。例えば、好ましい実施形態において、一対のジャイロスコープモジュール１１０のローター３１０は、等しくかつ反対のトルクが、各ジャイロスコープモジュール１１０によって、ｘ軸および／またはｚ軸のまわりに積み荷または積み荷支持構造体に適用されるように、対称的な様式でコントローラーを介して制御される。実際は、コントローラーおよびシステムの他の部品の正確さに起因して、ｘ軸および／またはｚ軸のまわりに少量の正味のトルクが適用され得る。にもかかわらず、ｘ軸および／またはｚ軸のまわりに適用される任意のトルクは、典型的には重力が積み荷と釣り合いをとるほどに十分小さい。

【0244】

ジャイロスコープモジュール１１０はまた、吊り下げられた積み荷が手作業でまたは他のジャイロスコープモジュール１１０によって、ジャイロスコープモジュール１１０によって誘導されたモーメントを克服する必要なく再方位決定されることを可能にするフリーホイール設定で構成され得る。

【0245】

本発明の実施形態はまた、複数のジャイロスコープモジュール１１０を使用することによって改善された信頼性を提供する。例えば、コントローラーは、第１のジャイロスコープモジュール１１０または一対のジャイロスコープモジュール１１０を制御して、第１のジャイロスコープモジュール１１０または一対のジャイロスコープモジュール１１０が迅速に低減するトルク量を吊り下げられた積み荷に適用する点まで吊り下げられた積み荷の回転を制御する。次いで、コントローラー１２０は、第２のジャイロスコープモジュール１１０または一対のジャイロスコープモジュール１１０を制御して、吊り下げられた積み荷の回転を制御する。

【0246】

各ジャイロスコープモジュール１１０は、モジュールを一緒に働かせて、オペレーターが必要としている詳細な入力なしで、必要とされる出力運転を達成するために単一の制御システムを可能にするために、個々にかつ遠隔に制御され得るか、またはケーブルもしくはワイヤレスで同期化され得る。

【0247】

ジャイロスコープユニットのバッテリーは、ジャイロスコープユニットを積み荷支持構造体または積み荷から外さずに、例えば、ワイヤレス充電によって再充電され得る。これは、ジャイロスコープユニットを使用するにあたって、オペレーターが必要な作業を低減する。ジャイロスコープモジュールのローターの中にバッテリーを一体化することは、バッテリーとモーターコイルとの間のエネルギー移動を改善し、重量および空間を節約し、製造をより単純にし得、配線および接続を低減し、そして電力をジンバルの中のまたはジャイロスコープモジュールに対して外部にある電源からローターへと移動するためのスリップリング接続に関わる潜在的な信頼性の課題を軽減する。本発明の可変性の慣性ローターおよびバッテリーをローターの中に含めることはまた、ローターのより効率的な回生制動を可能にする。

【0248】

本発明の実施形態はまた、つり上げの間に再初期化せずに、システムの機能性を最大化する。例えば、再初期化は、積み荷とジャイロスコープモジュールとの間のみではなく、運動量をシステム外部から地面へと移すことによって、吊り上げの間に行われる。

【0249】

本発明の実施形態は、機械的複雑さよりむしろ感知およびソフトウェアを介して、使用できる出力における融通性を達成するジャイロスコープユニットを提供する。これは、製造コスト、重量、維持管理費用、および衝撃からの損傷に対する故障発生度を低減し得る。

【0250】

センサは、ジャイロスコープユニット上に（例えば、ソケットの中に）固定されたかまたは再構成可能な位置を有し得る。これは、各ジャイロスコープユニットにおけるセンサが、ユーザーによって望ましい場合に、例えば、ジャイロスコープユニットの周りの環境の詳細を受け取るために、または積み荷またはジャイロスコープモジュールの動きの詳細を受け取るために、構成されることを可能にする。

【0251】

本発明の実施形態は、プロジェクトまたは現場の多くの局面にわたる追跡およびスケジュール作成のために使用され得る。進捗は、輸送貨物を降ろしてから建築まで、輸送貨物を積むまで、モニターされ得る。進捗はまた、他の情報源（例えば、集荷のための位置とは離れて輸送貨物が到着）からのデータを使用してモニターされ得る。

【0252】

本発明の一例は、以下に記載され、建築に関して、構造用鋼の直立に続いて、予め成形したコンクリートの床、次いで、機械および配管の設置が続く。

【0253】

クレーンが積み荷を集荷し、プロセッサ１８１０はその積み荷を識別する。そのクレーンは、必要な最終位置に積み荷を置く。プロセッサは、１またはこれより多くのセンサを介して、積み荷がその最終位置に到着したというデータを受け取り、スケジューラー１８３０（例えば、プロジェクトまたは現場のために使用され得るスケジュール作成ソフトウェア）においてスケジュールを更新する。例えば、スケジューラー１８３０またはプロセッサ１８１０は、積み荷の識別とスケジュールの中のライン項目とを符合させ、そのライン項目の状態を「設置もしくは完了」へと更新する。スケジューラー１８３０は、完了している全体的なパーセンテージを更新し、そのプロジェクトの最終日を再予測する。

【0254】

これは、プロジェクトの全ての局面において、モニターされるべき各個々のクレーン吊り上げならびに進捗および資材の動きの詳細に至るまで、プロジェクトがスケジュール作成されかつ自動的に再スケジュール作成されることを可能にする。

【0255】

先行技術におけるいくつかのスケジュール作成ツールは、更新するのが高価でありかつ時間のかかる多量の詳細、例えば、１０，０００～２０，０００のライン項目を含み得る。本発明は、より詳細にスケジュール作成およびリアルタイムベースで周辺コストなしにスケジュール上での進捗の自動更新を可能にする。これは、プロジェクトにおける改善された決定および資源のより効率的な利用を可能にする。

【0256】

多くの建設プロジェクトに関するクライアントから請負人への支払いは、達成されたマイルストーンもしくは設置された量に基づき、先行技術において、これらは、手作業での測定もしくは量の計数、報告書への手作業による整理、および次いで、支払い請求の提出によって達成される。次いで、クライアントは、一般に、支払い前にある種の量の確認を行う。本発明は、鍵となる進捗の数量が自動的に捕捉され得るので、作業量を低減し、かつクライアントおよび請負人両方の効率を増大させるという利益を提供する。

【0257】

本発明のいくつかの実施形態において、４Ｄモデリングもしくはバーチャル建築といわれるスケジュール作成ツール（これは、非常に詳細な３Ｄモデルと等しく詳細なスケジュールとの組み合わせに基づくソフトウェアである）は、プロジェクトが検討されかつ視覚的に状態が把握される（ｓｔａｔｕｓｅｄ ｖｉｓｕａｌｌｙ）ことを可能にするために使用される。リフトの制御はまた、既存の構造体との衝突を回避するために、その４Ｄモデルに基づいて自動的に制御され得る。そのリフトはまた、その計画に対して実行され得、次いでリフトの性能は、品質および訓練目的で後に分析され得る。

【0258】

よって、本発明の実施形態は、例えば、改善された実行および積み荷の動きの安全性、ならびに関与する人々へのフィードバックによって、最小の周辺コストで活動をモニターし、そして現場での生産性、安全性および被害対策を改善するために、データが捕捉および分析され得る手段を提供する。これはまた、資材および積み荷の追跡を、例えば、積み荷の素性、取り扱い履歴および最終位置を記録することを可能にする。このような詳細は、支払いのために物品が受け取られることを担保し、保証のためにインシデントを追跡するために使用され得る。その詳細はまた、品質保証、現場管理のための進捗測定ならびに進捗請求および期限延長請求、調達および支払いの目的で使用され得る。

【0259】

いくつかの産業では、本体工事の一部として設置された全ての資材が、製造業者、製造日、および／またはバッチ番号に戻って追跡され得ることは、必要条件である。本発明の実施形態は、現場で資材を自動的に追跡し、さらなる費用なしで報告および整理するために使用され得る。これは、作業現場に顕著な効率改善をもたらし得る。

【0260】

本発明の実施形態は、積み荷についてのデータを集めるかまたは周りの環境についてのデータを集めるために、積み荷または積み荷支持構造体上の最も有効な位置に必要に応じて変更を加えられそして配置され得るジャイロスコープユニットを提供する。リフトの中の１つの重要な項目は、リギングであるので、各積み荷に関する正確な吊り上げ梁および／またはスプレッダーバーの使用は、非常に重要である。本出願のジャイロスコープユニットは、積み荷または積み荷支持構造体上に意のままに構成され得、先行技術のうちの少なくともいくらかにあるように、積み荷支持構造体の一部であることに制限されない。ジャイロスコープユニットはまた、比較的小さく、積み荷の最適な釣り合い、センサ方位および／または積み荷の制御のために位置し得る。

【0261】

本出願の実施形態のセンサは、積み荷の全ての空間的および資材の属性、ならびに積み荷の動きと関連する全てのロジスティックデータを規定するためにデータを生成し得る。環境および個々の積み荷に関する品質情報の提供は、リフト計画、実行および検討ツール（物理的およびデジタルの両方）を含めた完全な作業フローにおけるクレーンの使用を可能にする。情報はまた、未だ想定されていない新たなシステムをも可能にし得る。

【0262】

作業現場の空間的マッピングと積み荷の経路マッピングとの組み合わせは、本発明の実施形態が完全に自動化されたリフトを提供することを可能にし、このリフトは、例えば、ソフトウェアを介して実行されかつセンサに基づいてリアルタイムで適合される予め計画された積み荷の動きを含み得る。そのリフトはまた、適切なときに、クレーンの使用を共有し得、アクセス制限し得、資源を解放し得るように、作業現場の他の部分と自動的に調整され得る。

【0263】

本明細書において、用語「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、もしくは類似の用語は、要素の列挙を含む装置が、それら要素のみを含むのではなく、列挙されていない他の要素をも十分に含み得るように、非網羅的な包含を意味することが意図される。

【0264】

本明細書のいかなる先行技術への言及も、先行技術が技術常識の一部を形成するという承認または示唆の何らかの形態として理解されることもないし、理解されないものとする。

【0265】

本明細書全体を通じて、目的は、本発明をいかなる一実施形態にも具体的な特徴の集合にも限定することなく本発明を記載することであった。当業者は、それでもなお本発明の範囲内に入るその具体的実施形態からのバリエーションを十分に理解し得る。例えば、本明細書で記載される２またはこれより多くの実施形態に由来する１またはこれより多くの特徴は、組み合わされて、１またはこれより多くのさらなる実施形態を形成し得ることは予見される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図32A】

【図33】

【図34】